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  • 8MP完备相机解决方案(Aptina)

    Aptina公司近日宣布推出其新款功能丰富的8MP CCS8140成像解决方案。CCS8140解决方案利用公司在像素、处理和封装方面的创新技术,将高品质MT9E013 8MP CMOS影像传感器与Aptina™ MT9E311成像协处理器完美结合,同时其各方面的处理速度保持在与独立影像处理器类似的水平。经全面调节的Aptina CCS8140整套相机解决方案可提供一流的影像品质,同时仅需极少的调节和传感器调整即可完成最终产品设计。该解决方案不仅可以为移动手持设备OEM和相机模块集成商缩短设计时间,提高产品性能优势,而且还可降低开发及总体系统成本。 Aptina的CCS8140解决方案提供数码静态相机(DSC)的影像品质和高级功能(如面部和场景检测功能),并可实现新应用(如视觉搜索)。CCS8140解决方案提供高达250MP/秒的处理吞吐量,从而实现低滞后时间、低快门迟滞和快速1080p/30fps高清(HD)视频录制。Aptina的CCS8140整套相机解决方案支持双通道MIPI输出,可与下游处理器轻松集成。 Aptina副总裁兼移动、PC游戏事业部总经理Farshid Sabet说:“传统上,相机模块集成商和移动手持设备OEM必须同时从两个不同的源头来寻求其8MP传感器和协处理解决方案,然后花费大量的时间和资源进行调试以获得高品质影像。凭借与SoC类似配置的Aptina CCS8140成像解决方案,我们将消除用户在使用独立组件、影像处理及提供超越SoC性能等相关方面的兼容性和成本顾虑。我们所提供的整套相机解决方案允许模块集成商和手持设备OEM能够满足严格的上市时间要求,同时还可降低设计风险和成本,我们为此感到非常高兴。” 目前作为样本的Aptina CCS8140解决方案以裸片或套装部件的方式提供。预计将于2010年第4季度开始大批量生产。

    时间:2010-09-08 关键词: 方案 aptina 相机 8mp

  • 2009-2010年全球CMOS相机模组行业研究报告

    日前,水清木华发布了2009-2010年全球CMOS相机模组行业研究报告。从报告中我们不难看出,CMOS相机模组行业仍是日本企业的天下。排名第一的FUJINON是富士胶卷旗下一员,在300万像素以上手机镜头领域市场占有率超过50%。手机相机模组的产业链异常复杂。手机相机模组产业链上三个核心点,一是CMOS图像传感器,二是光学镜头,三是模组组装厂家。随着手机相机像素的上升,封装厂家也显得日益重要,而模组组装厂家日益落寞。CMOS图像传感器厂家可以结合光学元件,并经过特殊封装后直接出货给手机制造厂家;也可以经过专业封装厂家之后出货给模组组装厂家。CMOS图像传感器厂家也可以以未切割晶圆的形式出货给COB封装的模组厂家。光学元件厂家有些也有能力做COB型的模组组装。CMOS图像传感器厂家通常有三类,一类是晶圆大厂的关联公司,另一类就是大型的IDM企业,第三类是传统的数码相机厂家。Omnivision和全球第一大晶圆代工厂关系密切,两者有两个合资公司。Aptina前身是内存大厂MICRON的子公司,晶圆代工都是由MICRON负责。SETI则是东部安南晶圆代工厂的关联公司。三星、东芝、STMICRO则是IDM。第三类是传统的数码相机厂家,生产高性能的CMOS图像传感器,产量很低,单价很高,主要有索尼和佳能。夏普、柯达、富士也有生产能力。CMOS图像传感器必须依靠晶圆厂才能稳定生产和降低成本,晶圆厂也可以用CMOS图像传感器业务填补8英寸晶圆厂产能,两者双赢。如果是纯粹的IC设计公司,则毫无竞争力可言。镜头领域属于光学元件领域,光学元件需要累积深厚的制造工艺经验,门槛很高,毛利率也很高。很多电子类超级大厂家试图打通垂直供应链,但在光学领域尤其困难。不仅门槛很高,光学厂家高度依赖人力资源,绝少愿意被收购。FUJINON是富士胶卷旗下一员,在300万像素以上手机镜头领域市场占有率超过50%。KMOT是柯尼卡美能达的光学元件部门,和富士胶卷一样,是知名光学大厂,同样专注于高端产品。大立光和亚光都得到日本厂家的技术支援。尤其亚光,日本的Sekon、OLYMPUS、理光、尼康、索尼都曾经在技术上提携亚光或与其建立合资公司。大立光则与智能相机厂家关系密切,APPLE、HTC、RIM三大智能手机大厂是其忠实客户。KANKATSU、TAMRON、日立万胜三者都是日本厂家,前两者都是传统相机镜头厂家。2009年手机相机镜头厂家市场占有率手机相机模组厂家通常分三大类。第一类是CMOS图像传感器大厂,为整合资源,扩展垂直体系而建立模组厂家。东芝在2007年底以前还将大部分相机模组业务委托其他厂家完成,2008年以后就在岩手县的半导体工厂内部完成相机模组业务。夏普则是CCD相机模组的大厂,累积的经验很丰富,月产能大约980万套。STMICRO也是如此,拥有领先的CMOS图像传感器技术。三星也是如此,三星经一部分模组业务委托给三星电机,一部分自己完成。第二类是手机代工厂或手机、笔记本电脑零组件厂家。鸿海、比亚迪、VISTAPIONT都是手机代工大厂。再有就是比较小的手机零组件厂家,通常拥有LCD领域的经验,在无尘室方面具备资源,如LG INNOTEK、信利半导体、ALPS。群光则是全球第一大笔记本电脑键盘厂家,差不多垄断了笔记本电脑相机模组业务。第三类是专业的光电领域的厂家,如KMOT和敦南。

    时间:2010-03-24 关键词: 相机 模组 研究报告 全球

  • 使用NI智能相机和LabVIEW来开发零件精加工和检测系统

     Author(s):Michael Muldoon - AV&R Vision & RoboticsCatherine Boulet - AV&R Vision & RoboticsIndustry:Aerospace/Avionics, Manufacturing, Machine Vision/ImagingProducts:LabVIEW, NI 1722The Challenge:自动去除毛刺并为飞机引擎的涡轮机翼进行最终检查。The Solution:基于NI LabVIEW建立一个机器人单元以精确地去除毛刺并用NI 1722智能相机为涡轮机翼进行质量检查。 在去除之后,机器人会用NI 1722智能照相机随机检查表面缺陷,比如裂痕,压痕,擦痕以及在表面的加工痕迹。为了能自动去除毛刺并为飞机引擎的涡轮机翼进行检查,AV&R Vision & Robotics设计了使用六轴机器人的系统操控机翼,从而将两个关键操作结合在一起。首先,我们用特定的工具选择去除机翼毛刺,为零件的楔形榫头去除毛刺并在每一边创建 一个桡骨。接着,我们设计了一个用来进行表面检测的视觉系统,它可以检测零件并在零件序列号的基础上记录数据,这些数据同时可以被视觉系统读取。[!--empirenews.page--]起初,我们为一个大型的OEM飞机引擎制造商开发系统。在磨削操作后,操作人员将机翼装载入工作单元中。另外,我们设计了可编程化的系统,这样我们就可以方便地将其用在许多其它毛刺去除和检测应用中,例如:扳手、植入式医疗设备、手术工具、汽车零部件以及其它航空航天引擎零部件等消费品中。自动实现毛刺去除和检测工序以前,操作人员使用毛刺检测工具来检查和去除复杂、精密度极高的涡轮机翼的毛刺,从而对零件进行精加工。接着,通过人工检查机翼的方式以确保零件在容许偏差的范围内。我们开发了一个可以自动实现这两步工序的单元,这样,每个零件在离开这个单元后都可以获得期望的质量。将零件加载入这个单元后,系统初始化,机器人将零件从固定装置中捡起并将其放到毛刺去除站中,该站可以除去从每个机翼根部开始出现的各种毛刺,打破每一边,并根据图纸规格在特定的边缘处创建一个桡骨。毛刺去除工序后,机器人将机翼 呈现在NI 1722 智能相机前以检查诸如刻痕、凹陷、划痕之类的随机表面缺陷,并在重要的表面上作上标记。在NI视觉开发模块中,使用微粒分析工具按类型将缺陷进行分类。此外,视觉系统通过使用NI光学字符识别(OCR)算法将序列号读出。检查完之后,将已去除毛刺的零件放置于单元的输出处,并把它移到下一步生产工序中。在精加工和检测单元里,我们使用了两种NI产品。对视觉系统和表面检测而言,我们选择了NI 1722智能相机是因为它具有工业设计和灵活性。我们还使用LabVIEW实现检测和用户界面。用LabVIEW开发人机界面( HMI),这可以使操作人员快速掌握系统所处的状态,看出待检查的零件和处理每个零件时的统计量。操作人员还能够检查视觉系统前的零件,观察强调处理零件数量和状态的计数器(合格/不合格),并把每一步检测工序的结果反馈到HMI上。成功开发零件精加工和检测系统通过使用NI硬件和软件,我们可以用先前开发的解决方案实现材料移除和检测解决方案的无缝结合。

    时间:2010-03-08 关键词: LabVIEW 相机 检测系统 智能 开发 零件 电源技术解析 ni 使用 精加工

  • IP68级别的P4OMNI工业相机(邦纳公司)

    IP68级别的P4OMNI工业相机邦纳公司推出一款具有IP68防护等级, 全金属密封外壳的直角式P4OMNI系列产品。传统的视觉相机防护等级大多为IP67,在一些特殊的场合使用较为不便,而这次邦纳公司推出的这一款相机,具有IP68防护等级,其外壳坚固,防水性能超强,尤其适合于食品饮料行业。产品特点:  外壳坚固,防水性能好,防护等级达到IEC IP68;  可选择镜头防护罩,或与IP68 等级的LED…R90S 系列环形光源配套使用;  包含所有的视觉检测工具;  支持EtherNet/IP 和Modbus/TCP 标准工业网络协议;  根据需要,可升级成带有BCR/OCR/BEAD 功能的产品;     具有IP68级别的P4OMNI工业相机,其高防水性能,适用于普通视觉相机不能解决问题的场合,例如啤酒、饮料行业、矿泉水等液体灌装行业使用;其超坚固的抗撞击外壳,适用于有撞击危险的行业,如汽车/物流等行业。此外,非常好的性价比,也为这款P4OMNI工业相机增色不少。相关的产品应用见下图: 食品包装盒检测     邦纳这款具有IP68级别的视觉相机—P4OMNI视觉传感器系列的推出,丰富了邦纳的视觉传感器产品线,其独特的设计和高性能的产品,为中国高端视觉相机产业提供了一个更为灵活、有效的解决方案。

    时间:2010-02-22 关键词: 工业 相机 公司 p4omni 级别 电源新品 ip68

  • 基于1394总线的工业相机图像采集程序设计

    0 引言      目前,以CCD技术为核心的图像获取设备可以分为两类:1)由CCD摄像头、图像采集卡和计算机组成的图像采集系统,利用图像采集卡把CCD传来的模拟图像信号转换为数字图像信号并传送给计算机处理;2)由CCD相机本身带有的数字化设备直接将数字图像信号通过端口传送给计算机。      其中前者作为经典的图像采集系统在图像采集的应用中一直居于主导地位[1],但是,性能较好的采集卡价格昂贵,同时由于需求不同,常常需要对采集卡进行二次开发,而大多采集卡生产厂家封装了自己的函数和链接库,因此在二次开发时对开发人员的专业素质要求较高。近年来随着CCD相机技术的不断进步,以数码相机为代表的第二类图像采集设备以其方便快捷、采集速度快、高分辨率、高性价比等特点受到人们的广泛关注,已经在一些领域取得了很好的应用。      对于第二类图像采集设备,因为是CCD相机直接提供数字信号,因此可以获得高品质的图像,但同时,也对图像数据的传输速率提出了较高的要求。一般CCD输出可以遵循RS-422、RS-644和IEEE1394等数字输出接口标准。其中,RS-422的数据传输速率比较低,不能满足大量图像数据传输的要求;而RS-644在进行传输数据时,必须外加图像采集卡,这样就增加了整个系统的造价。而IEEE1394不仅能够提供高速的数据速率,克服RS-422数据传输速率低的缺点,同时在和CCD相连的时候不需要外加图像采集卡[2]。      IEEE1394,又称FireWire(火线),是1987年Apple公司发布的一个高速串行总线标准。该标准在1995年被电气与电子工程师协会(IEEE)采纳,称之为IEEE1394。1995年的IEEE1394-1995其数据传输率为100/200/400Mbps,后来其改进版IEEE1394b的数据传输率可达到800Mbps,1.6Gbps及3.2Gbps。所以,IEEE1394总线是目前为止最快的串行总线[3]。IEEE1394总线具有如下特点:(1)数字接口:数据以数字形式传输,不需数模转换,从而降低了设备的复杂性,保证了信号的质量;(2)即插即用;(3) 速度快,支持同步和异步两种数据传输模式;(4) 物理体积小,制造成本低,易于安装;(5) 价廉。基于这些特点,1394被广泛应用于多媒体领域,特别是数码摄像机。目前,接触最多的是对图像采集卡的编程控制,而关于利用第二类图像采集设备进行图像采集时的编程方法介绍很少。因此,本文着重阐述在VC++平台下应用基于1394接口的第二类图像采集设备进行图像采集的编程过程。1 图像采集系统的硬件组成及开发平台      本文中图像采集的硬件组成:工业数码相机,1394b卡和PC机。在PC机主机的空余PCI插槽上安装上系统所需的1394b卡,通过1394接口把相机在PC机并安装驱动程序,这样,本系统所需要的硬件环境就完成了。      使用的系统平台时Windows 2000,开发环境时Microsoft VC++6.0。2 图像采集的实现      图像采集系统的编写,主要内容包括:人机交互界面、从CCD相机接收图像信号并保存、图像在采集界面显示及对相机的控制。以下将对其逐一阐述。2.1  建立采集界面      对于采集界面,可以创建为对话框形式,也可以采用文档结构,本文采用后者:1)生成一个MFC AppWizard(exe)多文档应用程序框架(应用程序名称:PictureTest)。2)连接相机的动态链接库(因为要控制相机采图,所以会用到相机的库函数)。找到相机安装的目录文件,把include文件夹的文件路径加入到Project->Setting->C/C++->;preprocessor->Additional include directories的编辑框中;把lib文件夹的文件路径加入到Project->Setting->Link->Input->Additional library path的编辑框中,同时在…->Input->Object/library modules编辑框中输入pgrflycapture.lib pgrflycapturegui.lib。3)包含相机控制类的头文件,在工程中的CPictureTestDoc.h文件中加入头文件:#include <pgrflycapture.h>#include <pgrcameragui.h>并定义共有变量:FlyCaptureContext    context;       //相机功能句柄CameraGUIContext             m_guicontext;  //图形用户界面(GUI)句柄4)用相机采图时,首先需要对其初始化,这部分工作我们希望在应用程序打开时由系统自己完成。在工程中的CPictureTestDoc.cpp文件中对相机进行初始化:首先,在构造函数中对定义的功能句柄初始化:        context=NULL;       //相机功能句柄初始化        m_guicontext=NULL;  //图像用户界面句柄初始化然后,在OnNewDocument()函数中连接相机并初始化:        flycaptureCreateContext( &context );//连接相机        guierror=pgrcamguiCreateContext( &m_guicontext );//创建GUI连接        flycaptureInitialize( context, _CAMERA_INDEX );//相机初始化2.2  图像抓取      在一些自动化系统中,可能在多处用到抓图代码,因此为增强程序的可读性,减少编程代码,我们编写一个功能函数,由它来完成抓图并保存功能,这样在需要的时候,直接调用函数即可。在CPictureTestDoc.cpp文件中加入功能函数PictureGrab(),用它来实现图像抓取,其核心代码如下:flycaptureStart( context,    FLYCAPTURE_VIDEOMODE_ANY,   FLYCAPTURE_FRAMERATE_ANY );//相机开启,其中三个参数分别为:相机功能句柄,视频模式,帧频flycaptureGrabImage2( context, &image );//抓图,image是图像在内存中的存放地址        flycaptureConvertImage( context, &image, &imageConverted );//图像格式转换,imageConverted为转换后图像在内存中的地址flycaptureSaveImage(context,&imageConverted,("TestPicture.bmp"),SAVE_FORMAT_C );//保存图像,TestPicture.bmp为图像保存名称,SAVE_FORMAT_C为图像保存格式,即BMP格式flycaptureStop( context );//停止相机通过上述程序抓到的图像,保存在本工程文件夹中,这样,在后续的图像处理时,可以在程序中直接通过文件名访问图像文件,而不需要添加路径,简化了程序代码。2.3  图像显示      Windows位图由两种:DDB和DIB。前者依赖于设备(Device Dependent Bitmap),与MFC 6.0中的CBitmap类相对应,它们在内存中的结构和位置依赖于管理它们的设备驱动。DIB是一种“格式”,它可以存放在内存中,也可以存储成文件,即常见的BMP文件。Visual C++的MFC中,以CBitmap类代表DDB图像,极大地方便了编程人员对DDB的使用。然而通常情况下,没有人会把DDB图像存储成文件,因此我们使用更多的是DIB,遗憾的是MFC对于DIB的支持几乎可以说是没有,因此在编制图像处理的程序时,有必要设计可以重复使用的类CDib,专门用来处理DIB[4](关于CDib,读者可以参阅相关书目,本文不再累述)。本文中,为了方便后续的图像处理,在图像显示时采用类CDib技术。因为在实际应用中,我们往往需要图像的连续读入,因此本文直接采用文件名读入图像,这样可以使采集的图像实时的显示。[!--empirenews.page--]      首先,定义类CDib,并在CPictureTestDoc.h中定义共有变量:CDib m_dib;//CDib类对象,用于位图文件的读写然后,在CPictureTestDoc.cpp文件中添加功能函数:PictureRead(),在其中加入代码:CString strPathName;strPathName = _T("TestPicture.bmp");if (m_dib.Read(strPathName) == TRUE) {                        SetModifiedFlag(FALSE);     // start off with unmodified                return ;}并在CPictureTestView.cpp文件中的OnDraw(CDC* pDC)函数中,加入如下代码:CPictureTestDoc* pDoc = GetDocument();CDib *pDib=pDoc->GetPDib();//返回m_dib的指针CSize sizeFileDib = pDib->GetDimensions();//获取DIB的尺寸pDib->Draw(pDC, CPoint(0, 0), sizeFileDib); //显示DIB在OnInitialUpdate()函数中设置滚动窗口:CDib *pDib=pDoc->GetPDib();//获取DIB的指针if(pDib!=NULL)    SetScrollSizes(MM_TEXT, pDib->GetDimensions());//根据DIB尺寸设置视窗大小最后,添加图像采集命令菜单,其响应函数为:void CPictureTestView::OnTestStart() {          CPictureTestDoc * pDoc = GetDocument();          pDoc->;pictureGrab ();//抓图          pDoc->;pictureRead();//把图像读入内存          OnInitialUpdate();//设置滚动窗口}编译通过后,单击图像采集命令,即可实时获取图像。图1 图像采集实例Fig.1 The example of image acquisition2.4  相机设置      在图像采集时,我们往往需要对相机的参数如图像格式、分辨率、帧频等进行设定,同时,为了获取高品质图像,我们还需要做白平衡调节。当然,这些参数的设定我们可以在相机初始化时由代码实现,但是,在实际应用中,为了达到最佳效果,我们需要多次调试才能达成,如果采用修改代码的方法,调试过程会很麻烦。数码相机一般都有设置菜单,我们要做的就是,通过代码来调用相机的设置菜单,设置好参数后,参数会自动保存并加载。这样,调试的时候会方便很多。创建相机设置菜单命令,其响应函数如下:void CPictureTestDoc::OnTestCameraset() {        pgrcamguiToggleSettingsWindowState(       m_guicontext, AfxGetApp()->m_pMainWnd->GetSafeHwnd() );//相机设置对话框}图2 相机参数设置界面Fig.2 Fig. 4.2 Interface for setting the parameter of the camera3 结  论      本文实现的图像采集系统可通过1394接口对数码机进行格式/模式/帧率的设置,光学参数的设定,采集画面的实时显示,而且能够对摄像机进行自动控制,系统稳定可靠,利用它可以完成一些复杂项目中的实时连续的图像采集过程,如高速公路车辆和车牌的自动识别管理系统、工业生产中的产品外包装检测系统等,具有很大的实用性.

    时间:2009-12-13 关键词: 工业 图像 相机 程序设计 总线 采集 电源技术解析 基于

  • 基于相机平移模式下的图像拼接技术研究

    1 引言    自然界是一个丰富的信息源,但由于单一相机视场范围的限制,无法一次拍摄出视角宽广的视场。近年来,随着生物科学的发展,人们对于昆虫复眼结构及成像机理的认识更为透彻。根据现有的实验结果,昆虫复眼由按固定方式排列的许多小的单眼组成,每个小眼都对应一个相应的小视场,每个小视场又有一部分相互重叠,从而构成昆虫复眼广视场角的特征,然后经昆虫神经系统处理得到完整的视场信息,人们借鉴“蝇眼”的成像机理,将多个相机放置在不同位置获取图像。不同位置的相机覆盖含有目标物体的整个视场,往往得到一组序列图像,然而这些图像中存在大量冗余信息,如何简单有效地表示真实世界成为目前研究的热点。    图像拼接技术就是对一组相互间存在重叠区域的图像序列实施配准,最后拼接成一幅包含这组图像序列信息的宽视场、完整的新图像的技术。图像拼接包含图像的预处理、最佳拼接缝的定位及图像的平滑过渡3个过程。2 图像拼接技术    这里是在焦距、光照等不变的情况下通过拼接沿水平和垂直方向移动相机拍摄到的静态图像来模拟复眼成像的、基本过程。由于各个相机(“小眼”)的放置位置是按照一定规则设置的,且相机移动放置过程中整个系统的光学参数和工作时的物距一定,因此所获得的不同位置的4幅图的重叠比例也是一定的。图1为所获取的相邻4幅图像的关系示意图。    获取图像后,首先对图像进行边缘检测的预处理,并确定相邻图像在高度、宽度上的重叠程度,利用图像重叠区域对应像素点灰度值的相似性对图像进行配准,最后对配准后的图像进行平滑拼接,得到一个大视场范围的全景图。2.1 图像预处理    由于这里所采集的图像不是在同一时刻同一地点拍摄得到的,光照度的不均以及曝光强度的不同导致在不同角度采集到的4幅图像的灰度值会有不同程度的偏移。而且拍摄时不可避免的出现各种噪声、畸变和对比度降低等状况,也会导致图像中包含的有效信息减少,如果直接对所采集的图像进行匹配,往往得不到理想的结果。为了提高图像配准的精度和拼接的质量,必须先将图像转化为灰度图像Gray(i,j),然后选用不具有方向性的拉普拉斯算子对灰度数据进行锐化处理:    L(i,j)=Gray(i,j)×H (1)式中,L(i,j)为锐化后的图像灰度值。    经锐化处理后,图像的轮廓更为清晰,边界更趋于明显,有利于进一步搜索拼接位置。2.2 最佳拼接缝的定位    图像预处理可减少图像匹配工作的盲目性,降低误匹配概率。图像配准算法思路:在待匹配的第1幅图像的重叠部分选取中间间隔一定距离的两组像素点对应的灰度比值作为模板,然后在第2幅图像中对应的重叠区域搜索最佳匹配位置。减少错误匹配现象出现概率的重点在于增加选取的两组模板的有效信息量,减少干扰信息。具体实现如下:    以“小眼1”与“小眼2”所成像的匹配算法为例。图2为两幅待拼接图像的示意图,大小均为(WxH)像素。这两幅待拼接的图像为左右重叠关系,重叠区域在两幅图像中所占比例约60%。图2中Image11、Image22分别表示Image1、Image2非重叠区域的图像,Image12和Image21表示Image1和Image2重叠区域的图像。    (1)在Image12区域内选取连续的5列像素点,然后选取距离这5列间隔均为span的另外5列上的像素点,将这两组对应像素点的灰度比值集合作为α模板,α模板生成公式为:        (2)同步骤(1),即:在Image21中从最左边起依次取间隔为span的两组像素点,计算其对应像素点的灰度比值的集合作为b1模板,b1模板的生成公式为:    式中,L(i,j)、R1(i,j)均为经锐化处理后的图像灰度值。    (3)计算a模板与b1模板绝对差值作为c1模板:            对模板c1对应的列向量求和,得到用来表示模板a和模板b1灰度相似度的评价函数sum1,表示为:        (4)在第2幅图像中右移1列,按照步骤(2)选取对应列的像素构成b2模板,重新计算c2和sum2;同理再继续移动相应的列数得到b2,b3…模板,并计算得到模板c2,c3…和sum2,Sum3…。    (5)两幅图的模板的相似度越高,对应的模板c计算出的sum就越小。找出步骤(4)中得到的sum2,sum3...中的最小值summmin及其对应的坐标(x,y),即为与 Image,最佳拼接位置。2.3 图像的平滑过渡    经图像配准过程,得到两幅相邻图像的最佳匹配位置。如果仅仅根据所求得的平移参数将两幅图像简单地叠加起来求平均,则会导致拼接而成的图像出现清晰的边界,图像拼接的痕迹非常明显。为了实现图像的无缝拼接,必须对图像的重叠部分进行平滑处理。    为使相邻两幅图像在灰度及颜色上都平滑拼接起来,结合图像融合技术,在拼接图Image3的重叠区域中的像素灰度值是由待拼接的两幅图像Image1和Image2中对应的像素值灰度的加权平均获得,其余非重叠区域的像素保留。具体实现方法如下:        式中,I(x,y)、I1(x,y)、I2(x,y)分别为拼接图Image3、待拼接图像Image1和Image2的灰度值,d(0<d<1)是渐变因子,由像素点距离重叠区域边缘的距离决定。由此实现Image1到Image2的平滑拼接,得到最终的拼接图Image3。按照上述算法处理步骤,直到完成相邻4幅图像的无缝拼接。3 仿真实验数据与结果    使用Matlab7.1图像处理平台,分别对拍摄到的4幅图像的拼接过程仿真结果进行说明。图3所示是4幅待拼接图像,它们大小相同,以像素为单位,均为243×343。图4为左右相邻两幅图像的拼接图。图5为未经过图像平滑处理的4幅图像拼接结果图。图6为使用图像平滑算法处理后的结果图,图像大小为332×448。    上述算法涉及到模板选取问题,值得注意的是:(1)在图像配准算法中所提取的特征区域不仅要具有独特的特征。而且要含有足够多的有效信息;(2)选取的每一初始模板a和b1,b2…中两列的水平间隔应不小于20个像素单位,如果间隔距离太小,则可能模板a的灰度值变化不明显,导致匹配点不准确,造成误匹配;而且这两列的间距不能大于重叠宽度,否则第2列可能越界。(3)如果选取的Image2模板中出现黑色像素点(灰度值为0),则会导致比值无穷大及模板c不存在,即这种算法失效。为避免这种情况出现,可在对拼接效果影响轻微的情况下将待匹配Image2灰度值增加0.000 00001。4 结束语    研究基于相机平移运动模式的图像拼接算法,对采集到的相邻4幅图像进行以下处理:(1)预处理和图像边缘检测技术对于图像的配准十分重要,经过锐化后的图像其边界将更趋于明显,大大减少了配准所用时间,提高了匹配的准确性。(2)在图像匹配算法中增加模板的有效信息量,通过将两模板对应的灰度比值作为评价模板进行匹配对比而确定最佳拼接位置。该算法虽然在计算量上有所增加,但大大增加了匹配的可靠性,具有较好的实用性。(3)利用平滑因子对两幅图像的重叠区域的像素进行融合操作,过渡自然,衔接良好,较好地实现了无缝拼接。    由实验结果可以看出,本文算法合理,可行性强,能够达到良好的拼接效果。下一步工作是研究如何提高拼接速度,减少缩短时间。

    时间:2009-12-11 关键词: 模式 相机 技术研究 图像拼接

  • CCD相机系统中驱动电路的设计

    0 引 言    电荷耦合器件(CCD)是一种转换式图像传感器,是以电荷作为信号的MOS型半导体器件。其基本结构是一种密排的MOS电容器,能够存储由入射光在CCD光敏单元激发而产生的电荷,并且能在适当的时钟脉冲驱动下,把存储的电荷以电荷包的形式定向传输转移,从而完成从光信号到电信号的转换。CCD具有体积小、质量轻、功耗小、工作电压低和抗烧毁等特点,在分辨率、动态范围、灵敏度等方面的优越性也是很多其他器件无法比拟的,目前CCD器件已经广泛地应用到各种各样的成像系统中,成为现代电子学和现代测试技术中最活跃的传感器之一。    电荷耦合器件不同于普通的MOS型半导体器件,它需要在较复杂的驱动脉冲下才能正常工作。在CCD应用技术中,用于产生CCD驱动时序的设计,是CCD数据采集电路设计的关键之一。产生驱动时序的方法多种多样,常用的有下面几种:EPROM方法、直接数字电路驱动方法、单片机、专用IC等,各有优缺点。由于CPLD的集成度高,在速度和时序控制上具有较大的优势,而且在电路设计完成后,可以根据需要将CPLD逻辑重新编程,因此选用CPLD来设计CCD的驱动时序是一种不错的选择。目前,大多数CCD工作时序设计都是采用CPLD来实现和完成的。1μPD795结构原理及驱动时序1.1 μPD795结构原理    μPD795是NEC公司生产的高灵敏度、低暗电流、具有内置放大电路和采样保持电路的线阵CCD图像传感器。它内部包含一列1 024像元的光敏二极管和两列525位的电荷转移寄存器。可以工作在5 V驱动(脉冲)和12 V电源条件下。同时μPD795具有出色的光电特性,很高的转移效率,达到了99.996%。主要由三个模块组成:表面积分单元,用于产生电荷信号;CCD移位寄存器,用于电荷信号转移;输出放大器,将电荷信号转换成电压信号。    结构原理图如图1所示,封装形式为20脚DIP。中间一排是由光敏二极管构成的光敏阵列,有效单元为1 024位,其作用是接收外界的光信号,并转换为相应的电荷信号,光敏阵列两侧分别为转移栅和电荷转移寄存器,在传输门时钟信号φTGO的作用下,像元的光电信号分别转移到位于其两侧的CCD转移栅。而后CCD的MOS电容中的电荷信号在φIO的作用下从输出端口串行输出。1.2 驱动时序分析    CCD器件需要三路以上的驱动时序脉冲。各驱动脉冲必须严格满足相位时序要求,才能保证CCD器件正常工作。该芯片正常工作需要四路脉冲,分别为电荷转移寄存器时钟φIO、复位时钟φRO、采样保持时钟φSHO以及传输门时钟φTGO。他们之间的时序关系如图2所示。    CCD的驱动时序是一组周期性且关系比较复杂的脉冲信号,它是影响CCD器件的信号处理能力、转移效率、信噪比等性能的一个重要因素。常规的驱动电路设计有以下几种方法:面阵CCD通常采用相应的专用驱动IC,但是难以调试,而且无法适应于其他CCD器件;线阵CCD可采用数字电路驱动、单片机I/O口驱动,或者选用可编程逻辑器件针对特定器件的驱动时序要求完成驱动电路设计。为了使CCD器件在各种光强信号下正常工作,需要设置不同的积分时间和相应的驱动脉冲,传统的单一驱动脉冲无法满足工作要求,必须设计一种可提供多种驱动脉冲的电路。2 系统框图    整个驱动电路系统可以分为四个部分;如图3所示,包括脉冲发生电路、分频电路、控制与分频电路以及脉宽调制电路。脉冲发生电路可由74LS00和7.5 MHz的晶振以及相应的阻容电路组成,该部分相对简单,电阻和电容的数目也不多。分频电路可选用D触发器/JK触发器,如74LS(HC)74,74LS(HC)76,均带置位、清零端,较易控制;采用同步计数器74LS163实现逻辑功能,该计数器为四位二进制可编程计数器。当然也可以采用82C54(10MHz可编程)。控制电路由μPD4011,μPD4012,μPD4013以及74LS27组成。μPD4011作为外部控制信号可以起到调整频率的作用。脉宽调制电路由与非门、或非门和带有直接清零功能的二进制同步计数器组成。3 驱动电路    CCD图像传感器的驱动。简言之就是通过驱动电路产生CCD正常工作所需的特定脉冲。为了产生如图2所示的各路驱动脉冲以及满足传感器的小型化和工作速度的要求。采用复杂可编程逻辑器件CPLD实现其逻辑功能是一个较好的选择。CPLD是基于乘积项结构,可实现各种逻辑运算.全硬件结构,具有极大的灵活性和通用性,使用方便,硬件测试和实现快捷,开发效率高,成本低,上市时间短,技术维护简单,工作可靠性好等优点。在该设计中,μPD795所需的驱动脉冲是在Max+PlusⅡ环境下完成设计并编译、校验后在线下载到CPLD器件内部,实现逻辑功能。实际的驱动电路的原理结构图如图4所示。该例中的驱动电路并不复杂,所用的器件也有限。但若驱动脉冲种数继续增加,则电路的复杂程度也要成比例增加。该设计中采用EPM7064SLC44-7,该芯片由64个宏单元组成,是Altera公司生产的MAX7000S系列中芯片的一种,可以实现在线编程。在Max+PlusⅡ环境下进行了仿真,得到了满意的结果后进行了硬件设计。4 实验结果    对制作PCB板用示波器和逻辑分析仪进行了测试,测量档位为2 μs,测量CCD驱动波形φIO,φRO,φSHO如图5所示。纵坐标中低电平为0 V,高电平为5 V。5 结 语    时序电路中的CPLD,除提供CCD正常工作所需的时序外,还保留了部分引脚和功能模块,可以作为增加某些新功能的需要。从该驱动电路与信号处理单元及上位机和显示器构成的完整线阵CCD相机系统,以及从实测波形数据来看。该驱动电路在实际使用中稳定可靠,达到了设计前的要求,这说明用CPLD构成线阵CCD相机驱动电路是一种切实可行的方案。

    时间:2009-11-25 关键词: 系统 ccd 相机 驱动电路

  • 新型数字CCD相机及其图像数据传输卡设计

    随着CCD技术的发展,频率高、数字化的新型CCD相机不断出现。CCD相机输出的数字化,简化了相机与传输采集系统的接口设计,使数字CCD相机正越来越多地成为实时PCI控制、数据采集、图形图像处理、遥感遥测等系统中的探测器。这种CCD相机多采用帧转移型体系结构,转换速度快,量化精度、量子效率高。准确理解相机的接口信号及其时序关系,掌握其图像数据传输卡的原理及实现方法,可大大拓宽数字CCD相机的应用领域,提高应用系统的灵活性。1 数字CCD相机及其接口技术在本系统中使用DALSA公司生产的CA-D7-1024T数字CCD相机。该相机是一种帧转移型的CCD相机,相机的空间分辨力为1024×1024像元,单像元尺寸为12μm×12μm,100%填充因子。在相机内部采用了相关双采样(CDS)、垂直反晕(VAB)等技术,大大提高了相机的成像品质。相机输出经过采样、量化的数据,量化精度为12位,最大帧频为8.4Hz,电子快门。相机内部由CCD图像传感器、驱动器、定时器、A/D转换等模块组成。其接口信号分为两类:用户总线接口信号和数据总线接口信号。    用户总线接口信号包括:·EXSYNC?触发帧读出信号,是必备信号。当EXSYNC固定接低电平时,相机以最大帧速率输出图像数据;当EXSYNC正负交替时,它的下降沿触发帧读出。·PRIN?像元复位信号,为可选信号。在两次EXSYNC有效之间复位像元(给积累电荷的电容放电),从而缩短有效曝光时间。PRIN低有效,在其上升沿开始有效曝光。如果PRIN固定接高电平,积分时间最大;如果PRIN被固定接低电平,探测器收集不到任何图像信息。·BIN?像元合并信号,也是可选信号,可以控制像元合并。像元合并后会降低相机的空间分辨率,但会增强探测器对光的敏感性。BIN信号高有效,不用时将其接为低电平。以上信号均由应用系统产生,送给相机,为应用系统根据需要设定相机的工作模式提供了手段。数据总线接口信号为相机输出信号,包括:·DATA0~11?12位数据总线。DATA0~11是相机输出的、分别对应目标某个像元灰度的12位图像数据。·STROBE?像元时钟信号。STROBE是图像数据的像元时钟。它的频率与数据速率相同,即使数据无效,STROBE仍然连续交变。为了获得有效的图像数据,传输卡应在FVAL和LVAL为高电平时,在STROBE的下降沿进行数据锁存。·FVAL?帧同步信号。FVAL高电平表明相机正输出一帧有效数据。·LVAL?行同步信号。当FVAL为高电平时,LVAL高电平表明相机正输出一个有效的像元行。在两个有效行之间,LVAL会变低跳过几个无效的像元,跳过的像元数取决于相机的型号和预触发设定。图像数据传输卡正是利用这些接口信号来实现对相机的控制及图像数据的抓取操作。为提高信号的抗干扰能力,所有这些接口信号均按RS422规范?以差分方式在数字相机和图像传输卡间进行传输,传输电缆为100Ω屏蔽双绞线。图1表示了相机接口信号之间的时序关系。当PRIN由低电平向高电平跳变时,相机开始曝光。达到设定的曝光时间后,使EXSYNC信号变低,触发帧读出。此时相机首先进行帧转移,帧转移一结束,输出信号FVAL由低变高表示有效的数据帧开始,LVAL由低变高表示相机正输出有效像元行。当FVAL和LVAL再一次变低时,表示一帧数据输出结束,可以开始第二次触发帧读出(使EXSYNC有效)。第二次曝光可在第一次帧转移结束后与第二次帧读出启动前这段时间进行,曝光时间在一定范围内可调。2 数字CCD相机图像数据传输卡的设计实现在应用系统中,数字CCD相机图像数据传输卡的主要任务是产生相机工作所需的输入信号,解译相机的输出信号,使相机在电控方式下工作?并实时、正确地抓取相机输出的图像数据,在相机和计算机内存之间建立硬件传输通道。为了适应数字CCD相机数据传输速率的不断提高,早期基于ISA总线的图像数据传输卡正逐步向基于PCI总线的传输卡过渡。2.1 图像数据传输卡电路说明笔者设计开发的适用于DALSA公司CA-D7-1024T型数字CCD相机的图像传输卡的原理框图如图2所示。驱动转换接口电路对相机与传输卡间的接口信号进行RS422和TTL电平间的相互转换;双口RAM为帧存储器,经编程控制可将相机输出的一帧图像数据写入,或经PCI桥读出图像数据至内存。采用帧存储器可以实现多个相机同时曝光,图像数据分时通过计算机总线写入内存。FPGA时序发生器用来产生双口RAM的地址线、读写控制线以及相机和传输卡正常工作所需的联络信号。PCI接口芯片是计算机与双口RAM及FPGA间的桥梁,在它们之间实现数据、控制信号的传输,并可通过初始化设置,实现PCI协议提供的各种传输模式。2.2 FPGA时序逻辑发生器设计本图像数据传输卡采用ALTRA公司生产的FPGA芯片EPM7128SLC84-15作为时序逻辑发生器。通过在系统编程(ISP)使其实现一个20位计数器、一个1位计数器、两个锁存器及十几个非标逻辑门的功能。其中20位计数器给1M×4Bit的帧存储器提供地址;1位计数器用来对卡上的30MHz时钟信号进行二分频,产生15MHz的VCLK信号;两个锁存器分别输出行同步和场同步信号;逻辑门用来实现信号的与、或、非等逻辑运算。ALTERA公司的MAX+PLUSⅡ编程仿真工具软件,可对FPGA芯片进行在系统编程、仿真、调试,大大提高了传输卡设计的灵活性和对不同型号相机的适应能力,缩短了传输卡的研发周期。使用AHDL编程语言对FPGA芯片进行在系统编程,程序文件的主体如下:BEGINHSYNC = lpm_ff_component2.q?0..0??lpm_ff_component2.clock = FVALT&STROBT&LVALT&??GP5  # GP5&VCLK?lpm_ff_component2.data?0..0? = HSYNN?VSYNC = lpm_ff_component3.q?0..0??lpm_ff_component3.clock = FVALT&STROBT&LVALT&??GP5  # GP5&VCLK?lpm_ff_component3.data?0..0? = VSYNN?STROO = FVALT&STROBT&LVALT&??GP5 ?A?19..0? = lpm_counter_component.q?19..0??lpm_counter_component.aclr = sclr?lpm_counter_component.clock=FVALT&STROBT&LVALT&??GP5  # GP5&VCLK?/WE = ??FVALT&LVALT&?STROO  ?/OE = FVALT?FVTA = FVALT?/FVTA = ?FVALT?VCLK = lpm_counter_component1.q?0..0??lpm_counter_component1.clock = VVCLK?VVCLK = CLK & GP5?2VCLK = VVCLK?F1 = A19&GP5?HSYNN =A5&A6&A7&A8&A9&GP5?VSYNN =A14&A15&A16&A17&A18&GP5?END?2.3 多层高速印制电路板设计笔者研制的图像数据传输卡的印制板设计为四层板,除了顶层和低层外,单独设计了电源和地层,这是基于PCI总线板卡的基本要求。另外,由于卡上的数据、地址及控制信号多为高速信号,在进行印制板设计时,还必须注意以下几点:·PCI桥引脚的最大走线长度限于1.5英寸,CLK信号走线长度限于2.5±0.1英寸,且只连接一个负载;·板上的共享PCI信号线的无负载特性阻抗(Z0)应控制在60~100Ω;·PCI控制信号应考虑上拉电阻;·每个电源引脚都要对地去耦合,处理开关电流的冲击。一般跨接0.01μF高频去耦电容;·采集卡应遵守最大引脚电容小于10pF的限制;·共享的PCI信号在板上,只能带一个负载。在深入研究了数字CCD相机接口要求的基础上,按照以上的设计原理,自行研制成功基于PCI总线的、适用于多相机同时曝光的图像数据传输卡。该卡在机载多波段偏振成像系统原理样机中成功地通过了调试。测试数据表明,图像数据传输卡能够满足系统的设计要求。

    时间:2009-08-28 关键词: ccd 相机 新型数字 图像数据

  • 串口通讯在CCD相机系统中的应用

    1引言CCD相机系统在运行过程中,有许多来自工作现场的数据需要实时采集,处理和记录。以便上级管理系统及时掌握相机的工作状态。并且上级管理系统需要实时调整相机参数,并发出相应的指令,使得相机采集到的图像像质更好。MCS-51单片机内部含有一个可编程全双工串行通信接口,该接口电路不仅能同时进行数据的发送和接收,也可作为一个同步移位寄存器使用。MCS-51单片机串行口的结构由串行口控制寄存器、发送和接收电路等三部分组成。串行通信是一种能把二进制数据按位传送的通信,故它所需传输线条数极少,特别适用于分级、分层和分布式控制系统以及远程通信之中[1]。根据实际使用的需要,CCD相机系统与上级管理系统之间的通讯由单片机串口来完成。本文对该系统中的串行通信系统加以介绍。2系统串行通讯体系按照串行数据的同步方式,串行通信可以分为同步通信和异步通信两类。本系统采用同步通信方式。数据的输入和输出接口有各自的时钟来控制,这两个时钟源彼此独立,互不同步[1]。由于CCD相机系统的数据输入和数据输出不会在同一时刻进行,本系统的串行通讯体系结构包含以下几个部分:单片机小系统,串行数据输入模块,串行数据输出模块。其中单片机小系统结构简单,性能成熟,在这里不再赘述。现就串口输入、串口输出模块做出说明:2.1串行数据输入模块相机参数的注入由上级管理系统负责,CCD相机系统通过数据总线将参数直接读入相机系统中的单片机小系统。数据输入门控信号通过单片机P1口连接。当上级管理系统欲向CCD相机系统注入调整参数指令时,先使门控信号有效,单片机系统即准备好接收数据;然后在时钟信号的配合下,一位一位地读入数据,并通过数据总线将并行数据读入单片机。2.2串行数据输出模块在每个间隔时间到来时,CCD相机系统向上级数据管理系统送出相机系统的参数,以备检查相机系统的状态是否正常。电路设计如图1。在方式0下,串行数据输出电路通过几个串入并出的移位寄存器,由MCS-51单片机的RxD线串行输出数据,并从移位寄存器的最高位串行输出。 3系统的串口通讯协议3.1系统串口通讯协议特点 由于传输距离和可靠性的要求,该通讯协议具备如下特点[2]:(1)采用一对一的通讯方式,无握手过程。通讯中,上级管理系统为主站,CCD相机系统为从站;(2) 为了有效地识别相机参数。针对各项指令参数设定了各自的命令代码,但帧长度保持不变。(3)由于校验编码是差错检测的核心,对提高数据传输的可靠性非常重要,且奇偶校验方式简单可行,故采用奇偶校验方式保证数据传送的准确性; 4系统串口通讯软件实现4.1通讯协议格式说明以下对本系统的具体通讯协议格式进行说明。该协议的数据包结构大体如下所示:(1)帧头为了准确发送和接收串口数据.将帧头设定为OxAA(10101010)。(2)命令代码在本系统的通讯协议中,针对各项指令参数设定了各自的命令代码,这里不作具体描述。(3)数据代码数据代码紧跟在命令代码之后,用户可根据情况取5位、6位、7位或8位、低位在前高位在后。(4)奇偶校验位奇偶校验这一字节是按照通常的通讯协议标准来计算的。即:一帧数据除帧头外其它字节的累加和[3-4]。4.2串口通讯的波特率波特率是每秒钟传送二进制数码的位数,单位是bps(bit per second),即位/秒。波特率是串行通信的重要指标,用于表征数据传输的速度。波特率越高,数据传输速度越快。同步通信的数据传输速率较高,通常可达56000bps或更高。但同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格同步。4.3串口通讯软件流程图在充分了解用户需求的基础上,首先确定系统结构,进而确定软件开发平台和工具,采用自顶向下、逐步求精的设计方法划分软件的功能模块和功能单元,可提高软件开发的效率。本系统使用串口的方式0,用汇编语言编程。软件流程图(只包含串口通讯子程序)如图2所示。 5结束语用汇编语言进行编程是实现串口通讯的一种较可靠的方式。本通讯模块设计了具有自身特点的串口通讯协议,有效解决了数据管理系统与CCD相机系统间的通讯问题。已经成功应用于某CCD相机系统。本设计对其他类型的串行通讯体系有一定的推广和应用价值。本文作者创新点:利用单片机串口,设计成串入并出的数据输入口和串入串出的数据输出口,硬件结构简单,性能可靠;使用在通讯中较少使用的串口方式0进行通讯设计。

    时间:2009-08-24 关键词: 系统 ccd 相机 串口通讯

  • 基于DSP的数码望远相机的研究与设计

        近年来,随着半导体制造技术的发展和计算机体系结构等方面的改进,数字信号处理技术得到了迅速的发展和运用,DSP芯片的功能越来越强大,数字信号处理已成为信号处理技术的主流。结合光学仪器向光、机、电、算一体化和智能化现代光学仪器发展的趋势,设计了一款基于高性能DSP芯片的同步可调式双筒望远数码相机。1 设计的基本思路与基本原理    望远数码相机的数码照相系统与望远系统相对独立,分立采光,按照望远物镜与数码照相镜头的入瞳直径相匹配的原则,设计计算出数码镜头与望远镜对3 m~无穷远目标进行成像的离焦对应曲线,采用中调手轮转动带动望远镜和数码镜头实现同步调焦,使远方同一景物目标通过望远物镜和数码镜头的成像同时同步清晰,使望远镜真正成为数码相机的光学取景器,再通过数码镜头像面位置处的CMOS影像传感器实现观察目标图像信息的获取、存储、压缩以及数字图像的转换、显示和传输过程。2 数码成像系统的设计与研究    根据要求,采用了基于高性能DSP芯片的数字图像信号处理技术,以实现对实时图像信息的获取、存储、转换和数字图像的传输与显示。选择美国德州仪器公司(TI)的高性能多媒体处理芯片TMS320DM642作为主处理器; SDRAM选用Micron公司T48LC4M32B-6;视频采集芯片则是Micron的300万像素的CMOS图像传感器MT9T001;采用高效、稳定、可靠的嵌入式计算平台,数码照像系统结构框图如图1所示。    由于CMOS APS图像传感器在价格、性能和功耗等各方面都优于CCD图像传感器,而且集成了很多图像处理功能,因此在本系统的视频采集模块设计中,选用了Micron公司生产的CMOS APS图像传感器芯片MT9T001。    MT9T001是一款OxGA格式(有效像素为2 048×1 536)的CMOS数字图像传感器。芯片上集成了模拟及数字自动增益调整、电平偏置调整,以及视窗大小切换、行列调整和闪光模式等功能,这些功能都可通过 I2C总线接口进行编程控制。该传感器可以工作在默认模式或者通过寄存器编程设置的用户模式。默认模式将以12帧/s的速度输出QxGA格式图像。芯片上的APC转换器为每个像素提供10 b的数据流,并伴随有行、场同步信号输出。[!--empirenews.page--]    DM642和cMOS图像传感器的连接如图2所示。为了接收视频数据,DM642的视频端口必须配置成原始数据采集模式。在这种模式下,DM642对接收到的数据不做任何选择或插值处理。这种操作模式适合接收CMOS图像传感器等特殊格式的数据。由于是传输原始数据,DM642和MT9T001之间的连线也相对简单,不需要行、场同步信号。当CAPENA信号被使能后,VPID数据总线将开始接收数据;采集速率由CMOS传感器的PIXCLK时钟决定。 DM642通过I2C总线CSCL和SDA控制CMOS图像传感器的工作模式。3 样机试验与检测    对试制样机进行性能检测、数码镜头鉴别率检测,对3 m远的相机分辨率标板(ISO Resolution Chart for Electronic Still Cameras)进行拍照后,读取分辨率数值。实验测得产品垂直分辨率达到8组,水平分辨率达到9组,分辨率达到设计要求。采用400万像素佳能相机与样机对同一地点、同一时问对同一景物(箭头所指为拍摄目标)的进行拍摄,结果如图3、图4所示。该设计实现了数码望远功能。4 结 语    该研究立足于传统双筒望远镜,应用先进的数码成像技术,创造性地解决了通过结构的准确同步传动,实现对同一物体的观察和拍摄问题,使望远镜真正成为数码相机的取景器,实现了真正的所拍即所望。设计的专用摄远镜头,消除了望远系统的成像畸变,增加了成像图片的景深效果。望远系统和摄远系统实现同步调焦,保证了望远镜像面和数码照相摄录系统感光芯片上成像清晰度改变的一致性,远处景物的成像在望远系统中的比例和在照片中的比例相同。目前,该研究已经在某些电子望远设备上实现应用。

    时间:2009-08-21 关键词: 德州仪器 DSP 相机 数码 电源技术解析 基于 设计 研究 望远

  • LCD和相机总线方案中的功率转折点

    摘要:当今手机的一个共同发展趋势是LCD和相机总线的串行化,这是为了降低柔性PCB 成本,节省 PCB 空间,以及减少 EMI 组件。然而,在串行方案设计方面,人们可能认为:这些串行化方案会增加额外的功耗,原因是增加了器件。本文将阐明若能降低基带驱动输出,使其配合串化器输入的较低驱动需求,那么串行化方案能够降低链路功耗。设计人员如能了解 LCD 或相机总线的这一 “功率转折” 点,就能降低设计功耗。串行化趋势: 随着手机需要实现的功能越来越多,且外形越来越复杂,人们开始采用串行化技术来达到手机的设计目标。采用串行化技术就可使用较窄的柔性PCB (FPCB),减少PCB空间,省去一些不必要的 EMI 组件,通过使用较小的连接器来提高可靠性。采用串行化技术,设计人员可以大幅减少通过 FPCB 发送的信号线数量,从而实现更小巧、更复杂的连接 设计。但即便有这些好处,人们还是心存疑虑:增加额外的器件来实现串行化方案,会不会导致系统功耗增加。鉴于手机设计有严格的功耗限制,因此,本文将讨论采用串行化技术降低功耗的真实性。并行实现方案:图1所示为一个典型的并行方案。图1所示为一个典型的并行方案。 图1:典型的并行方案。在这个架构中,基带处理器 (baseband processor, BP) 驱动电路的负载包括主PCB的走线、FPCB、FPCB连接器,以及翻盖PCB上的走线和最终的显示器负载。BP驱动电路必须能够直接采用 LVCMOS 信令来驱动该负载。采用RGB接口的显示器可能需要高达24位的数据,而这对WQVGA显示来说就需要8MHz或更高的带宽,具体要视显示屏分辨率而定。显示屏分辨率越高,显示器接口所需的信号带宽就越大。串行方案: 在串行显示方案中,在主PCB和翻盖PCB的数据通道上放置了一对器件。串化器位于主PCB上,将并行显示数据转换成串行数据流,并通过FPCB传送到解串器。根据所采用的串行化架构而定,可以把数个串行数据信号缩减为一对差分信号。解串器将串行数据流转换成驱动显示器接口的并行数据流 (参见图2)。图2:串行实现方案。并行方案和串行方案有着重要的差别,而正是这些差别使得串行方案得以减少链路功耗。在主PCB上使用一个串化器后,BP 输出驱动电路的要求就大大降低,这是因为串化器输入的驱动负载比并行显示器通道所需的低得多。采用串行接口后,BP还可降低输出电压,并允许串化器处理到显示器驱动电路的电平转换。例如,显示器工作电压为2.7V,BP可将输出到串化器的电压降至1.8V。然后,解串器将产生显示器所需的2.7V信号。此外,大多数串行方案采用差分信令协议,类似于低压差分信号 (LVDS)。这种信号能大幅降低通过FPCB传送数据所需的电压振幅,还可减小信号链路的EMI。通过减小信号振幅,并因串行流中EMI减小而取消双重屏蔽FPCB,串行方案就可以降低功耗。功率转折点:对于给定的应用,采用串行方案开始比采用并行方案节省功耗的转变点在于功率转折点。就我们的例子而言,使用系统参数的经验估算数值,通过比较手机中串行与并行数据路径的显示链路功耗,就可以近似得到功率转折点。可从以下方程得到动态功耗:在这一方程中: C = 被驱动链路的有效负载电容V = 显示信号的电压幅度FCLK = 显示数据通道带宽AFACTOR = 显示信号的有效活动因子 (数据位电平转换的平均速率)NBITS = 显示通道数据位宽图3:动态功率计算在这些参数中,除C和AFACTOR之外大多数已在本文中讨论过,C与系统相关,就并行方案而言,C可取值80pF来估算包括PCB走线,柔性连接器、FPCB、ESD/EMI部件以及显示驱动电路输入负载在内的典型应用。而AFACTOR与数据相关,并随应用的不同而存在很大的差异,但在本计算中,则假设为50%。使用这些参数以及图3的方程,根据下面的参数计算出并行方案的功耗为29mW。C = 80pfV = 2.7VFclk = 8MHzAfactor = 50%Nbits = 24对于串行方案,功耗计算稍有不同。这里采用的方法是同时计算BP驱动串化器的功耗,以及解串器驱动显示驱动电路的功耗。按照下面的参数,BP驱动串化器的功耗为0.5mW。C=3pfV=1.8VFclk=8MHzAfactor=50%Nbits=24由此可见,由于BP输出负载减小,因而可降低BP IO的电压和驱动电流,从而大幅降低功耗。使用同样的方法,按以下参数计算出解串器驱动显示驱动电路的功耗为14.5mW。C=40pfV=2.7VFclk=8MHzAfactor=50%Nbits=24按此计算,本例的功率转折点为14mW,即并行功耗和串行方案的并行部分功耗之差。这个功率转折点决定了串行链路功耗达到平衡的阈值。对于本例,目前的串行方案的功耗指标为20mW以下。这意味着增加串行化处理的设计功耗仅增加6mW以下。如果进一步降低功耗,例如取消并行方案中常用的一些无源部件,串行方案便能够真正达到功率转折点。通过精细地实施串行化,可以进一步降低显示数据路径的功耗,从而提高功率转折点,这可包括取消一些EMI部件,以及显示数据路径上的ESD保护器件,因为在串行方案中,串化器和解串器对可为BP和显示驱动电路提供抵御 FPCB 上电流瞬变的ESD保护。串行方案进一步降低功耗的另一个途径,是将解串器集成到显示驱动电路中,目前已采用于某些应用。这样就可以大大降低解串器的大电容负载,从而进一步降低功耗。即便在未集成解串器的应用中,仍然可让解串器靠近显示驱动电路,从而减小数据通道走线的长度和负载,进而降低功耗。总结:串行化技术已越来越多地应用到当今的手机设计中。串行化技术主要用于节省空间,但人们往往认为这会大幅增加系统功耗。本文消除了这种疑虑,并阐明了串行化技术实际降低功耗的原理。目前的串行化解决方案正在缩小串行功耗与功率转折点间的差距。这意味着,除串行化技术给设计带来的其它好处之外,串行解决方案的链路功耗能够降低,因而整个系统的功耗得以降低。

    时间:2009-07-31 关键词: 方案 LCD 相机 总线

  • LCD和相机总线方案中的功率转折点

    摘要:当今手机的一个共同发展趋势是LCD和相机总线的串行化,这是为了降低柔性PCB 成本,节省 PCB 空间,以及减少 EMI 组件。然而,在串行方案设计方面,人们可能认为:这些串行化方案会增加额外的功耗,原因是增加了器件。本文将阐明若能降低基带驱动输出,使其配合串化器输入的较低驱动需求,那么串行化方案能够降低链路功耗。设计人员如能了解 LCD 或相机总线的这一 “功率转折” 点,就能降低设计功耗。串行化趋势: 随着手机需要实现的功能越来越多,且外形越来越复杂,人们开始采用串行化技术来达到手机的设计目标。采用串行化技术就可使用较窄的柔性PCB (FPCB),减少PCB空间,省去一些不必要的 EMI 组件,通过使用较小的连接器来提高可靠性。采用串行化技术,设计人员可以大幅减少通过 FPCB 发送的信号线数量,从而实现更小巧、更复杂的连接 设计。但即便有这些好处,人们还是心存疑虑:增加额外的器件来实现串行化方案,会不会导致系统功耗增加。鉴于手机设计有严格的功耗限制,因此,本文将讨论采用串行化技术降低功耗的真实性。并行实现方案:图1所示为一个典型的并行方案。图1所示为一个典型的并行方案。 图1:典型的并行方案。在这个架构中,基带处理器 (baseband processor, BP) 驱动电路的负载包括主PCB的走线、FPCB、FPCB连接器,以及翻盖PCB上的走线和最终的显示器负载。BP驱动电路必须能够直接采用 LVCMOS 信令来驱动该负载。采用RGB接口的显示器可能需要高达24位的数据,而这对WQVGA显示来说就需要8MHz或更高的带宽,具体要视显示屏分辨率而定。显示屏分辨率越高,显示器接口所需的信号带宽就越大。串行方案: 在串行显示方案中,在主PCB和翻盖PCB的数据通道上放置了一对器件。串化器位于主PCB上,将并行显示数据转换成串行数据流,并通过FPCB传送到解串器。根据所采用的串行化架构而定,可以把数个串行数据信号缩减为一对差分信号。解串器将串行数据流转换成驱动显示器接口的并行数据流 (参见图2)。图2:串行实现方案。并行方案和串行方案有着重要的差别,而正是这些差别使得串行方案得以减少链路功耗。在主PCB上使用一个串化器后,BP 输出驱动电路的要求就大大降低,这是因为串化器输入的驱动负载比并行显示器通道所需的低得多。采用串行接口后,BP还可降低输出电压,并允许串化器处理到显示器驱动电路的电平转换。例如,显示器工作电压为2.7V,BP可将输出到串化器的电压降至1.8V。然后,解串器将产生显示器所需的2.7V信号。此外,大多数串行方案采用差分信令协议,类似于低压差分信号 (LVDS)。这种信号能大幅降低通过FPCB传送数据所需的电压振幅,还可减小信号链路的EMI。通过减小信号振幅,并因串行流中EMI减小而取消双重屏蔽FPCB,串行方案就可以降低功耗。功率转折点:对于给定的应用,采用串行方案开始比采用并行方案节省功耗的转变点在于功率转折点。就我们的例子而言,使用系统参数的经验估算数值,通过比较手机中串行与并行数据路径的显示链路功耗,就可以近似得到功率转折点。可从以下方程得到动态功耗:[!--empirenews.page--]在这一方程中: C = 被驱动链路的有效负载电容V = 显示信号的电压幅度FCLK = 显示数据通道带宽AFACTOR = 显示信号的有效活动因子 (数据位电平转换的平均速率)NBITS = 显示通道数据位宽图3:动态功率计算在这些参数中,除C和AFACTOR之外大多数已在本文中讨论过,C与系统相关,就并行方案而言,C可取值80pF来估算包括PCB走线,柔性连接器、FPCB、ESD/EMI部件以及显示驱动电路输入负载在内的典型应用。而AFACTOR与数据相关,并随应用的不同而存在很大的差异,但在本计算中,则假设为50%。使用这些参数以及图3的方程,根据下面的参数计算出并行方案的功耗为29mW。C = 80pfV = 2.7VFclk = 8MHzAfactor = 50%Nbits = 24对于串行方案,功耗计算稍有不同。这里采用的方法是同时计算BP驱动串化器的功耗,以及解串器驱动显示驱动电路的功耗。按照下面的参数,BP驱动串化器的功耗为0.5mW。C=3pfV=1.8VFclk=8MHzAfactor=50%Nbits=24由此可见,由于BP输出负载减小,因而可降低BP IO的电压和驱动电流,从而大幅降低功耗。使用同样的方法,按以下参数计算出解串器驱动显示驱动电路的功耗为14.5mW。C=40pfV=2.7VFclk=8MHzAfactor=50%Nbits=24按此计算,本例的功率转折点为14mW,即并行功耗和串行方案的并行部分功耗之差。这个功率转折点决定了串行链路功耗达到平衡的阈值。对于本例,目前的串行方案的功耗指标为20mW以下。这意味着增加串行化处理的设计功耗仅增加6mW以下。如果进一步降低功耗,例如取消并行方案中常用的一些无源部件,串行方案便能够真正达到功率转折点。通过精细地实施串行化,可以进一步降低显示数据路径的功耗,从而提高功率转折点,这可包括取消一些EMI部件,以及显示数据路径上的ESD保护器件,因为在串行方案中,串化器和解串器对可为BP和显示驱动电路提供抵御 FPCB 上电流瞬变的ESD保护。串行方案进一步降低功耗的另一个途径,是将解串器集成到显示驱动电路中,目前已采用于某些应用。这样就可以大大降低解串器的大电容负载,从而进一步降低功耗。即便在未集成解串器的应用中,仍然可让解串器靠近显示驱动电路,从而减小数据通道走线的长度和负载,进而降低功耗。总结:串行化技术已越来越多地应用到当今的手机设计中。串行化技术主要用于节省空间,但人们往往认为这会大幅增加系统功耗。本文消除了这种疑虑,并阐明了串行化技术实际降低功耗的原理。目前的串行化解决方案正在缩小串行功耗与功率转折点间的差距。这意味着,除串行化技术给设计带来的其它好处之外,串行解决方案的链路功耗能够降低,因而整个系统的功耗得以降低。

    时间:2009-07-29 关键词: 方案 LCD 相机 总线 电源技术解析 功率 转折点

  • 基于FPGA和MV-D1024E相机的图像采集系统

    摘要:分析了MV-D1024E系列高帧频CMOS相机的工作时序和参数,阐述了CAMERA-LINK接口协议,并对高速数据流的存储与处理机制进行分析,利用FPGA实现了相机的数据接口和控制,并设计灵活的USB接口,利用PC机作为参数输入和显示界面。完成一个从图像采集到存储、显示的高帧频图像采集系统的设计。该系统可靠性好、集成度高、功耗低,且满足不依赖于PC机的图像采集系统的应用要求。关 键 词:MV-D1024E;FPGA;CAMERA-LINK;图像采集系统1 引言    图像采集是数字图像处理、图像识别和机器视觉的基础,其应用领域非常广泛。主要采用CCD或CMOS等光电转换器件把光学影像转化为数字信号,然后利用相应的接口将数据输入到处理器中进行图像的数字分析和处理。MV-D1024E是基于CMOS的高帧频系列相机,具有CAMERA-LINK接口。CAMERA-LINK是一种丁业应用的高速数据连接协议,可为CCD或CMOS等数字式相机与图像采集系统间提供简单、灵活的通信接口。    通常情况下,图像采集系统以CCD或CMOS等数字式相机为基础,还需要采集卡来完成数据采集,常见的采集卡有基于DSP实现的和基于FPGA实现的,MV-D1024E系列相机也有厂家提供的采集卡,它接收到CAMERA-LINK的数据,经采集卡简单处理。数据通过PCI总线传输到PC机。但此类基于PCI总线的数据采集方法有一定缺陷,数据只能通过PCI接口连接到PC机,图像处理的功能只能由PC机完成。就使系统不能脱离PC机运行,在很多图像处理的应用场合,需要脱离PC机,并要求系统的体积小、重量轻、功耗低和便携性好。随着可编程逻辑器件的广泛应用,现场可编程门阵列(FPGA)以其可靠性好、集成度高、功耗低和运算速度高等优势,在高速实时图像采集系统得到广泛应用。这里采用FPGA控制MV-D1024E系列相机的数据接口,实现了脱离PC机的图像采集卡功能。为方便系统和用户输入,设计了基于USB的PC机接口。通过USB接口,同样可用于脱离PC机的系统。2 图像采集系统结构框图    图像采集系统由CAMERA-LINK接口、USB通信接口控制、相机控制及相机数据缓冲存储控制等模块组成,其系统框图如图1所示。    核心控制器选用Altera的Cyclone系列EPlC6Q240C8。通过PC机设定相机的曝光时间、帧频及显示窗口大小等参数,由USB将控制命令传送给FPGA内的USB接口控制模块,其内部集成的相机控制模块根据所接收到的参数,将已固化在FPGA内部ROM中的相机对应的控制代码传送至CAMERA-LINK模块处理,然后通过内部串行模块将控制代码发送给相机。相机得到控制命令后开始工作,通过封装在其内部的CAMERA-LINK模块将罔像数据、时钟信号、帧频信号、行频信号、数据有效信号发到FPGA的CAMERA-LINK模块,经过FPGA中的数据缓冲存储模块将高速数据流进行乒乓操作,然后将数据传送给PC显示及存储处理。3 图像采集系统的设计3.1 EP1C6Q240C8简介    FPGA主器件是Ahera公司Cvclone系列的EPlC6Q240C8,具有5 980个逻辑单元和120 000个典型门资源和185个可编程I/O端口,最高工作时钟可到300MHz以上,核心供电电压1.5 V,I/O缓冲供电电压3.3 v,通过JTAG接口实现系统配置。使用的配置器件EPC4串行ROM容量约为4 Mbit,可重复编程50次左右,JTAG接口符合IEEE Std.1149.1标准。3.2 MV-D1024E相机及CAMERA-LINK接口简介    MV-D1024E是高速高动态的CMOS相机系列,采用CMOS主动像元技术,具有12位的采样分辨率和1 024×1 024的像素分辨率,在此分辨率下帧频能达到150帧/s,曝光时间由10 μs~0.41 s,25 ns步进可调,采用CAMERA-LINK接口,用串行口配置相机。CAMERA-LINK是美国国家半导体公司的驱动平板显示器的Channel Link技术的一种扩展技术,其传输率非常高,可达1 Gb/s,提供高分辨率和各种帧频的数字化数据,数据输出采用了LVDS格式,速度快而且抗噪较好。根据应用要求,其支持基本(Base)、中档(Medium)、全部(Full)等数字格式,该接口具有开放式的接口协议,兼容性好。它适用于CCD或CMOS等数字式相机与图像采集系统间的通信接口。如图2所示,当FVAL、LVAL和DVAL同时为高电平时,在相机时钟PCLK上升沿时数据总路线上才有数据。3.3 相机接口及控制模块设计    MV-D1024E系列相机具有12 bit的数据输出,附加相机的时钟PCLK、帧频信号FVAL、行频信号LVAL和数据有效信号DVAL。图3为用FPGA设计生成的相机接口模块,该模块完成相机数据及各时钟信号的接入,并集成串行接口模块,将用户对相机的控制信号发送到相机。完成相机的参数设置功能。[!--empirenews.page--]3.4 USB接口设计    USB接口用于FPGA与PC机间的数据和指令的交换,USB(Universal Serial Bus)是通用串行总线,其具高速度、低成本、低功耗、即插即用和使用维护方便等优点,采用IEEE1394总线协议,最高带宽可达到480 Mb/s。采用Cypress公司的EZ-USBFX2系列器件中的CY7C68013,这是一种基于8051单片机的USB接口主控制器,它集成了USB2.O收发器、串行接口引擎(SIE)和增强型8051微处理器,还包括1个8.5 KB片上RAM、1个4 KB FIFO存储器及1个通用可编程接口(GPIF)。内部RAM运行的8051程序由固化好的外部储存器设备EEPROM提供,与FPGA接口如图4所示。3.5 数据缓冲存储控制    图5为数据缓冲存储控制的示意图。MV-D1024E是一款高速高动态的CMOS相机系列,经其采集的输出产生高速数据流,必须先经过缓冲存储控制,最后才能通过USB模块送入PC机显示。先采用FIFO缓冲模块,然后通过乒乓操作对数据进行处理控制,最后将数据通过USB模块送入PC机显示。4 PC机软件设计    PC机主要用于用户输入和采集数据的显示,通过Visual C++6.O编译环境开发,结构简单,容易实现。其流程如图6所示,用户通过该界面设置相机的分辨率、曝光时间、开窗大小等参数。5 结论    应用FPGA实现的图像采集系统,完成了对高帧频CMOS相机的数据接口和控制,用FPGA集成的USB接口,既可采用PC机作为简单的用户输入要求,又可完全脱离PC机,建立脱离PC机的图像采集及处理系统。

    时间:2009-07-21 关键词: 系统 FPGA 图像 相机 采集 电源技术解析 基于 mv-d1024e

  • 最新隔行扫描相机面向安防和国土安全(JAI)

    2009年7月31日,JAI电讯:尽管数字化是未来的一大趋势,目前还是有很多应用依赖于传统隔行扫描相机的纯熟技术。基于此,JAI最新推出了三款全新黑白隔行模拟相机产品,针对RS-170(EIA)的广大应用,提供更高图像质量,更多扩展性功能和更灵活的设计。最新推出的三款机型——TM-770,TM-773NIR和TM-775NIR,主要面向安防和国土安全的相关应用,当然也可以用于各种工业应用。马上点击下载TM-770,TM-773NIR,TM-775NIR产品手册     尽管外观完全一致,这三款相机分别提供不同的像元尺寸及传感器尺寸。TM-770配置ICX422AL 2/3’’芯片,TM-775NIR配置ICX-428AL 1/2’’芯片,TM-773NIR则配置ICX258AL 1/3’’芯片。后面的两款芯片还支持对近红外光响应。相同的物理尺寸,不仅保证了工程师能够就具体系统的设计需要找到适合统一光学镜头的相机产品,也能够帮助工程师完成对工作平台的升级或转移。 针对具体应用,包含如下更多可选项:●分辨率768 × 494 @ 30 fps ●快门设置:1/30 -- 1/10000 sec. ●信噪比SNR > 55 dB ● 低电磁干扰(EMI)●单通道供电、控制和视频输出 ●集成3轴控制器,控制镜头,云台等 ●小巧坚固外观:32 × 42 × 48 mm ●支持4面Mount 安装 ●搭配接圈调节后焦距 ●水平镜像功能 ●可选自动电平控制(ALC) ●可选像元缺陷补偿功能 ●可选扩展级温度(-40C to +65C) ●可选更多外封装

    时间:2009-07-12 关键词: 相机 jai

  • 摄相机镍镉电池放电器

    摄相机镍镉电池放电器

    时间:2009-07-05 关键词: 相机 镍镉电池 音响电路 放电器

  • CCD相机功率驱动电路设计

    1 引言电荷耦合器件(Charge Coupled Device)是美国贝尔实验室的W.S.Boyle和G.E.Smith于1970年发明的半导体器件[1]。它被视为七十年代以来出现的最重要的一种半导体器件[2]。CCD由于具有信号输出噪声低、动态范围大、量子效率高以及电荷转移效率高等优点,因而以CCD为探测器的相机在机器视觉系统、安全保卫系统、智能交通系统以及Internet接入装置等领域都得以广泛应用。随着CCD技术的迅速发展,CCD相机也朝着速度更高、控制更方便、品质性能更好的方向发展。虽然有些CCD仅需要时序信号而不需要功率驱动,但大多数高性能CCD是需要功率驱动的,且驱动波形要求是双极性的且幅度都较大。所以CCD时序产生单元[3]产生的TTL信号需要进行电平搬移和放大。而CCD为容性负载,所以在高速驱动脉冲作用下会产生较大的瞬态电流,这就需要驱动电路具有足够强的电流驱动能力。当前以CCD驱动集成电路来实现CCD功率驱动可以满足一些相机要求。然而当CCD驱动波形为双极性时,单电源工作的驱动集成电路仍然需要外加电平搬移电路。当CCD的驱动波形电压幅度超出CCD驱动集成电路的工作电压时,这些驱动集成电路就不能满足要求了,所以本文在分析了CCD功率驱动电路及其要求的基础上,设计了采用分立元器件的较通用的CCD相机功率驱动电路。2 CCD功率驱动电路及其要求图1所示是典型的CCD相机框图。CCD相机一般由CCD感光芯片、CCD时序发生器、CCD功率驱动器、模拟处理前端、数字图像处理单元、控制器、电源部分以及外部光学成像系统等组成。从图中可以看出CCD功率驱动部分的作用是把CCD时序产生单元输出的各种转移脉冲信号进行功率放大,以满足CCD对驱动波形电压及电流以及时序的要求。驱动信号的好坏会对CCD的电荷转移效率产生较大的影响,从而影响成像的质量。 图1 CCD相机框图Fig.1 the block diagram of the CCD camera对功率驱动电路的要求是,波形电压摆幅满足CCD的要求,波形的上升和下降沿足够快以满足CCD的要求。由于CCD为容性负载,由下面电容模型的公式可以算出驱动器需要提供的瞬态电流。                        上面的计算中定义上升或下降沿的时间对应电平幅度的10%到90%,设边沿变化为线性的,负载为300pF电容,电压幅度为20V,上升或下降沿的时间为20ns,那么在边沿变化处会产生的电流为0.24安。在更高速的情况下电流将会更大。综上可见,对CCD功率驱动电路的要求是在较大电压摆幅情况下在快速的变化沿时能够提供足够大的瞬态驱动电流。因此CCD功率驱动器的温度往往较高[4],选择器件时要选择工作电流足够大的器件以满足要求。    表1列出了当前使用较广泛的几个CCD功率驱动集成电路。从表中我们可以看出EL7457的上升和下降沿的变化最快,而且它为双电源工作,因此不需要额外的电平搬移电路,但是EL7457的缺点是其工作电压范围较窄。注意,表中所列的电压-5~15V是表示正负电源的最大范围,实际上其正负电源的差值最大是15V[5],所以如果负电源为-5V时,正电源只能达到10V,只有负电源为0V时,正电源才能达到15V。且EL7457的负电源也只能达到-5V。EL7212的上升和下降时间和EL7457相近,但是其为单电源工作,在双极性的驱动波形情况下,需要另外的电平搬移电路。ICL7667也是单电源工作,上升和下降沿较慢,只能用在相对慢速的CCD相机中。表1 几个CCD功率驱动集成电路性能指标Tab.1 Performance of some CCD driver IC         3 CCD功率驱动电路分析与设计    根据上述对CCD功率驱动电路的具体要求,我们通过细致分析,设计了如下的电路形式。图中时序发生单元的时序信号用脉冲波发生器和等效内阻R2模拟,负载电容为C3这里设为300pF。 图2 CCD相机功率驱动电路图Fig.2 the circuit of CCD camera power driving首先时序发生单元的时序信号经过电容C1和C2耦合到二极管钳位端,两个二极管D1和D2及两个电阻R1和R4用于把电容耦合过来的信号钳位到固定的电平。这里正电平为+10V负电平为-10V。其中二极管D1把信号钳位到正电平,使信号在正电平的基础上向下摆动。同理二极管D2把信号钳位到负电平,使信号在负电平基础上向上摆动。注意二极管的方向要正确。这样产生的两个信号就用于控制两个开关三极管的导通与截止。两个互补的三极管的集电极接在一起作为开关输出,注意若把发射极接在一起则为射极跟随器而非开关工作。当加在Q2基极的控制信号向上摆动时,三极管Q2就会导通,而这时加在Q1基极的信号恰处在高电平期间,因而三极管Q1截止,所以输出到负载C3的信号为低电平。同理,当加在Q2基极的控制信号为低电平时,三极管Q2截止,而这时加在Q1基极的信号恰以高电平向下摆动,因而三极管Q1导通,所以输出到负载C3的信号为高电平。因此,该电路为反相驱动电路。电阻R3可以控制加在负载电容的波形的边沿变化时间。在该电路中,二极管选用Philips公司的高速肖特基二极管,型号为BAT85/PLP[6]。其参数为:反向连续电压VR为30V,前向导通压降VF在前向电流IF为1mA时为320mV。反向恢复时间trr为4ns。三极管也选用Philips公司的开关三极管,型号分别为BSR14/PLP[7]和BSR16/PLP[8]。其中VCEO参数BSR14/PLP为40V,BSR16/PLP为60V。集电极电流IC参数BSR14/PLP为800mA,BSR16/PLP为600mA。这些参数都可以满足驱动波形电压范围宽,瞬态电流大的要求。上述电路的各个元器件参数是按照10MHz的像素转移时钟给出的,若为其他的转移时钟或频率有所变化,则可以修改上述参数,而电路结构形式不变化。4仿真及实验结果为了验证设计的正确性及合理性。上述设计的电路在Cadence公司的OrCAD PSpice AD软件下进行了仿真。仿真的结果也再次证明了设计电路的合理性。图3为仿真结果的波形图,从图中可以看出该电路为反相驱动,输出相对与输入有10ns左右的延时。输出波形在幅度上和边沿变化时间上均符合要求。 图3 仿真结果波形图Fig.3 the waveform of simulation result按照上述电路结构,我们采用对应的元器件搭建了相应的实际电路。实验的结果和仿真的结果基本一致。这表明此电路可以用在CCD相机中,这样可以降低成本提高可靠性。5结论本文的创新点是:以较少的分立元器件实现了高性能的CCD功率驱动电路,它可以用在传统CCD功率驱动集成电路在一些情况下无法胜任的场合。CCD功率驱动电路对CCD相机的性能具有较大的影响。而目前可供使用的CCD功率驱动集成芯片有时候需要外加电平搬移电路有时候无法满足电压摆幅等方面的要求,且实现时成本较高。为此,本文设计了采用分立元器件实现的CCD功率驱动电路。该电路相对于目前采用CCD专用功率驱动集成芯片实现的电路具有成本低、可靠性高、工作电压范围宽等优点。因此,当现有的驱动器集成电路不能满足要求时,可以使用该电路实现CCD相机的功率驱动。

    时间:2009-03-13 关键词: ccd 相机 电路设计 功率驱动

  • TDA8783在CCD相机视频信号处理中的应用

    0 引言高分辨率可见光相机是航天遥感最重要的手段之一,在商业领域和科学研究领域也都具有广泛的应用前景。高分辨率可见光相机的发展,已经成为衡量一个国家科学技术水平的重要标志。目前,用户对地面分辨率的要求不断提高,发展高分辨率光学遥感器成为世界各国在空间遥感领域研究的热点。高分辨率可见光相机在国外发展较早,美国等发达国家已先后发展了高分辨率可见光相机。而我国高分辨率CCD相机的发展起步较晚,跟发达国家水平还有一定距离。影响相机分辨率的因素有很多,低噪声视频处理技术是实现相机高分辨率成像能力的关键之一。1 CCD器件的噪声及噪声处理CCD器件的噪声主要有光子噪声、散粒噪声、肥零噪声、转移噪声、暗电流噪声和输出噪声[1],噪声是影响CCD输出图像信号的主要因素。在CCD应用中为抑制和消除上述噪声采取了以下措施[3]:(1)在电路工艺上,增加直流电源的滤波,消除来自电源的干扰。缩短驱动电路与CCD器件的连线,降低时钟感应造成的尖峰干扰。数字地与模拟地分开,减少来自地线的干扰。(2)对于转移噪声,采用将CCD电压取反倒置或提高衬底电压使CCD电压倒置,可以消除界面态俘获噪声;降低运行温度可以使俘获噪声明显成指数减小。(3)对于散粒噪声,利用相邻像素(或相邻行)积分平均器法去除或相邻多帧取平均法。(4)暗电流噪声:对于各像元暗电流较平均的CCD来说,如果在像元阵列的起始处有少量暗像元,则对其输出信号采样存储,并与后续有效像元的输出信号采样值相减以去除暗电流噪声。但必须保证两次采样的积分时间和温度相同。(5)对输出噪声可使用截至频率为2f(f为CCD读出频率)的低通滤波器。另外还有相关双采样法(CDS)、双斜积分法(DSI)、箝位切除法(CCS)等。2 TDICCD视频信号处理视频处理电路主要是去除复位脉冲干扰和噪声信号,由前置放大、相关双采样、箝位、滤波输出、行缓存、输出接口电路等环节组成。CCD视频处理电路如图2-1所示。图2-1 视频处理电路原理框图CCD图像传感器接收的图像信号经过前置放大后成为差分信号输出,经过差分接收电路后变换成单端视频信号,经过CDS进行相关双采样处理,得到“干净”的视频信号,再经过低通滤波器滤除CCD驱动脉冲的尖峰干扰,由可控增益放大电路放大到A/D转换器需要的电平,进行A/D变换,成为数字图像信号,并由缓存器(FIFO)交替缓存,由 LVDS接口芯片驱动后输出。在实际设计中采用了Philips公司的专用CCD相机接口芯片TDA8783来实现。2.1 TDA8783简介TDA8783是PHILIPS公司的一种专用于CCD相机的10位模数接口芯片,主要由相关双采样电路(CDS)、增益控制电路(AGC)、箝位电路、低功耗10bit模数转换器(ADC)组成[5]。可通过对片上三线串口编程实现片内DACs分配来完成系统的各个功能。2.2 前置放大电路CCD输出的信号电平随积累电荷的增加而下降。为了进行长距离传输和减少传输过程中引入的共模干扰,需要进行放大和差分输出。前置放大作用就是对CCD的输出信号放大到足够的幅度。本系统中前置放大器与CCD输出端之间采用交流耦合方式,消除了直流电平,有利于两级之间的匹配,同时也消除了温度等因素造成的零点漂移对传输信号的影响。当然,采用交流耦合会造成信号中直流成份的丢失,这可由后续的箝位电路来恢复其直流分量。2.3 相关双采样(CDS)为保证输出高信噪比的视频信号,就必须对噪声予以处理。相关双采样(CDS)技术,不仅可以很好地滤除复位噪声,而且对TDICCD传感器的水平时钟驱动及电源地线耦合串扰噪声、输出放大器的白噪声和1/f噪声等成份也有一定的滤除作用[4]。在本系统中我们采用CCD相机接口芯片TDA8783实现CCD视频信号处理,它内部包含一个相关双采样(CDS)模块,能够有效地对CCD输出信号进行处理,很好地消除CCD的KTC噪声等。CDS可编程带宽为4~120MHz;输入峰值电压400mV;输出放大器增益 为6dB。在使用中,可以通过对外部三线串口编程来选择内部控制DAC来实现CDS功能。当串口移位寄存器地址A2A1A0=“001”时,片内4bit DAC工作控制CDS工作。本系统中采样速率为4MHz,在此4 bit DAC输入代码设置为D3D2D1D0=“0001”。2.4 增益控制为了适应不同亮度的目标,防止信号过弱或饱和,视频信号处理电路中应设计增益选择放大电路。根据地面目标的亮度,选用相应的增益。CCD相机接口芯片TDA8783内部集成了一个增益控制器(AGC),AGC输出最小增益为4.5dB,最大增益为34.5dB。TDA8783的增益控制内部逻辑关系如图2-2所示。通过对三线串口编程来实现增益控制功能,当串口输入移位寄存器地址A2A1A0=“010”时,9 bit控制DAC工作;当其输入代码为“00”时,为最小增益4.5dB,输入代码大于等于“319”时,输出增益为34.5dB。图2-2增益控制内部逻辑关系图2.5 箝位与滤波电路图2-3输入箝位内部逻辑框图相关双采样处理电路输出的信号混杂有采样尖锋干扰和其它高频干扰信号,这就需要经过低通滤波电路来滤除高频干扰,并挑选出频率较低的有用视频信号。同时,前置放大器采用交流耦合,负极性的交流信号经过相关双采样去除噪声,并以正极性的形式出现在相关双采样电路的输出端。两次采样并相减的过程中会引入一些不必要的负极性成份。由于A/D转换电路要求输入的模拟量不能为负值,所以设置了箝位电路,去除低通滤波后信号中的负电平。TDA8783中包含了带宽控制电路和箝位控制电路,可以通过对片上三线串口编程来实现带宽控制和箝位控制功能。TDA8783的箝位控制内部逻辑关系如图2-3所示。当串口输入移位寄存器地址A2A1A0=“001”时,片上8 bit DAC工作来控制带宽,此时D3~D0用于设置CDS带宽,D4~D7用于设置AGC带宽;当串口输入移位寄存器地址A2A1A0=“100”时,片上10bit DAC工作来控制ADC(模数转换器)的输入箝位电平。当输入代码为“0”时,VDACOUT(ADC箝位控制DAC输出电压)为1.5V;当输入代码为“1023”时,VDACOUT为2.5V。2.6 模数转换视频处理电路的输出是模拟信号,为便于数据压缩和传输,需要把它转换成数字信号,模数转换电路[2]在时序脉冲控制下把模拟视频信号转换成数字视频信号,并按规定的格式驱动输出。根据技术指标要求,辐射量化等级为8bit,需要采用采样速率大于10MHz的A/D芯片输出。为了获得高质量的量化信号,需要认真选择性能参数较高的A/D转换器。   在本系统中, TDA8783集成了一个10bit A/D转换器。该ADC(模数转换器)的最大采样频率可以达到40MHz,最小时钟脉宽12ns,占空比1:1,输入峰值电压2V,最大输入电流120 ,+5V单电源供电,典型非线性误差0.2LSB,最大采样延时5ns。在进行A/D转换时,需要正确确定A/D转换的采样点,也就是采样脉冲在模拟信号上的位置(必须让采样点落在有效而且稳定的模拟信号段上),否则有可能是采样点落在信号的不稳定位置,产生误差信号,或是采样点落在信号以外的位置,产生错误信号。2.7 数据输出接口数据输出采用LVDS差分输出,每通道的输出信号有:一路像元时钟,一路行同步信号和数字图像信号。图像数据、行同步和像元时钟信号经过接口电路驱动后输出。接口芯片选用NS公司的DS90C031。3 结论(1)只有正确设计系统的时序驱动信号才能够完成整个电路的协调工作;(2)CCD输出视频信号的前置放大电路也应尽量靠近传感器,CCD视频信号处理电路间也应尽量靠近,来减小传输过程中引入的噪声干扰;(3)CCD信号经过视频处理电路处理后,信号质量得到了很大改善,满足系统指标要求。

    时间:2009-03-12 关键词: ccd 相机 tda 8783

  • CCD相机功率驱动电路设计

    1 引言电荷耦合器件(Charge Coupled Device)是美国贝尔实验室的W.S.Boyle和G.E.Smith于1970年发明的半导体器件[1]。它被视为七十年代以来出现的最重要的一种半导体器件[2]。CCD由于具有信号输出噪声低、动态范围大、量子效率高以及电荷转移效率高等优点,因而以CCD为探测器的相机在机器视觉系统、安全保卫系统、智能交通系统以及Internet接入装置等领域都得以广泛应用。随着CCD技术的迅速发展,CCD相机也朝着速度更高、控制更方便、品质性能更好的方向发展。虽然有些CCD仅需要时序信号而不需要功率驱动,但大多数高性能CCD是需要功率驱动的,且驱动波形要求是双极性的且幅度都较大。所以CCD时序产生单元[3]产生的TTL信号需要进行电平搬移和放大。而CCD为容性负载,所以在高速驱动脉冲作用下会产生较大的瞬态电流,这就需要驱动电路具有足够强的电流驱动能力。当前以CCD驱动集成电路来实现CCD功率驱动可以满足一些相机要求。然而当CCD驱动波形为双极性时,单电源工作的驱动集成电路仍然需要外加电平搬移电路。当CCD的驱动波形电压幅度超出CCD驱动集成电路的工作电压时,这些驱动集成电路就不能满足要求了,所以本文在分析了CCD功率驱动电路及其要求的基础上,设计了采用分立元器件的较通用的CCD相机功率驱动电路。2 CCD功率驱动电路及其要求图1所示是典型的CCD相机框图。CCD相机一般由CCD感光芯片、CCD时序发生器、CCD功率驱动器、模拟处理前端、数字图像处理单元、控制器、电源部分以及外部光学成像系统等组成。从图中可以看出CCD功率驱动部分的作用是把CCD时序产生单元输出的各种转移脉冲信号进行功率放大,以满足CCD对驱动波形电压及电流以及时序的要求。驱动信号的好坏会对CCD的电荷转移效率产生较大的影响,从而影响成像的质量。 图1 CCD相机框图Fig.1 the block diagram of the CCD camera对功率驱动电路的要求是,波形电压摆幅满足CCD的要求,波形的上升和下降沿足够快以满足CCD的要求。由于CCD为容性负载,由下面电容模型的公式可以算出驱动器需要提供的瞬态电流。                        上面的计算中定义上升或下降沿的时间对应电平幅度的10%到90%,设边沿变化为线性的,负载为300pF电容,电压幅度为20V,上升或下降沿的时间为20ns,那么在边沿变化处会产生的电流为0.24安。在更高速的情况下电流将会更大。综上可见,对CCD功率驱动电路的要求是在较大电压摆幅情况下在快速的变化沿时能够提供足够大的瞬态驱动电流。因此CCD功率驱动器的温度往往较高[4],选择器件时要选择工作电流足够大的器件以满足要求。    表1列出了当前使用较广泛的几个CCD功率驱动集成电路。从表中我们可以看出EL7457的上升和下降沿的变化最快,而且它为双电源工作,因此不需要额外的电平搬移电路,但是EL7457的缺点是其工作电压范围较窄。注意,表中所列的电压-5~15V是表示正负电源的最大范围,实际上其正负电源的差值最大是15V[5],所以如果负电源为-5V时,正电源只能达到10V,只有负电源为0V时,正电源才能达到15V。且EL7457的负电源也只能达到-5V。EL7212的上升和下降时间和EL7457相近,但是其为单电源工作,在双极性的驱动波形情况下,需要另外的电平搬移电路。ICL7667也是单电源工作,上升和下降沿较慢,只能用在相对慢速的CCD相机中。表1 几个CCD功率驱动集成电路性能指标Tab.1 Performance of some CCD driver IC         3 CCD功率驱动电路分析与设计    根据上述对CCD功率驱动电路的具体要求,我们通过细致分析,设计了如下的电路形式。图中时序发生单元的时序信号用脉冲波发生器和等效内阻R2模拟,负载电容为C3这里设为300pF。 图2 CCD相机功率驱动电路图[!--empirenews.page--]Fig.2 the circuit of CCD camera power driving首先时序发生单元的时序信号经过电容C1和C2耦合到二极管钳位端,两个二极管D1和D2及两个电阻R1和R4用于把电容耦合过来的信号钳位到固定的电平。这里正电平为+10V负电平为-10V。其中二极管D1把信号钳位到正电平,使信号在正电平的基础上向下摆动。同理二极管D2把信号钳位到负电平,使信号在负电平基础上向上摆动。注意二极管的方向要正确。这样产生的两个信号就用于控制两个开关三极管的导通与截止。两个互补的三极管的集电极接在一起作为开关输出,注意若把发射极接在一起则为射极跟随器而非开关工作。当加在Q2基极的控制信号向上摆动时,三极管Q2就会导通,而这时加在Q1基极的信号恰处在高电平期间,因而三极管Q1截止,所以输出到负载C3的信号为低电平。同理,当加在Q2基极的控制信号为低电平时,三极管Q2截止,而这时加在Q1基极的信号恰以高电平向下摆动,因而三极管Q1导通,所以输出到负载C3的信号为高电平。因此,该电路为反相驱动电路。电阻R3可以控制加在负载电容的波形的边沿变化时间。在该电路中,二极管选用Philips公司的高速肖特基二极管,型号为BAT85/PLP[6]。其参数为:反向连续电压VR为30V,前向导通压降VF在前向电流IF为1mA时为320mV。反向恢复时间trr为4ns。三极管也选用Philips公司的开关三极管,型号分别为BSR14/PLP[7]和BSR16/PLP[8]。其中VCEO参数BSR14/PLP为40V,BSR16/PLP为60V。集电极电流IC参数BSR14/PLP为800mA,BSR16/PLP为600mA。这些参数都可以满足驱动波形电压范围宽,瞬态电流大的要求。上述电路的各个元器件参数是按照10MHz的像素转移时钟给出的,若为其他的转移时钟或频率有所变化,则可以修改上述参数,而电路结构形式不变化。4仿真及实验结果为了验证设计的正确性及合理性。上述设计的电路在Cadence公司的OrCAD PSpice AD软件下进行了仿真。仿真的结果也再次证明了设计电路的合理性。图3为仿真结果的波形图,从图中可以看出该电路为反相驱动,输出相对与输入有10ns左右的延时。输出波形在幅度上和边沿变化时间上均符合要求。 图3 仿真结果波形图Fig.3 the waveform of simulation result按照上述电路结构,我们采用对应的元器件搭建了相应的实际电路。实验的结果和仿真的结果基本一致。这表明此电路可以用在CCD相机中,这样可以降低成本提高可靠性。5结论本文的创新点是:以较少的分立元器件实现了高性能的CCD功率驱动电路,它可以用在传统CCD功率驱动集成电路在一些情况下无法胜任的场合。CCD功率驱动电路对CCD相机的性能具有较大的影响。而目前可供使用的CCD功率驱动集成芯片有时候需要外加电平搬移电路有时候无法满足电压摆幅等方面的要求,且实现时成本较高。为此,本文设计了采用分立元器件实现的CCD功率驱动电路。该电路相对于目前采用CCD专用功率驱动集成芯片实现的电路具有成本低、可靠性高、工作电压范围宽等优点。因此,当现有的驱动器集成电路不能满足要求时,可以使用该电路实现CCD相机的功率驱动。

    时间:2009-03-11 关键词: ccd 相机 驱动 电路设计 电源技术解析 功率

  • 基于CPLD的高帧频CMoS相机驱动电路设计

    1 引言    互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器具有功耗低,集成度高和易于控制等特点,其信噪比,光灵敏度和动态范围等性能可与成熟的电荷耦合器件(CCD)图像传感器相媲美,因此,CMOS图像传感器为发展微型化、数字化和多功化成像器件开辟了新思路。高分辨率、高帧频的CMOS图像采集系统在高速运动分析、高速物体追踪及高速变化过程罔像的获取等领域应用广泛。2 高帧频COMS相机电子学系统模块    相机电子学系统包括CMOS图像传感器焦平面板和驱动控制板,原理结构如图1所示。主要功能模块包括:CMOS图像传感器、LD0电源调整电路及滤波电路、时序电路、时钟电路、图像数据接口电路、RS422驱动电路,以及低压差分电路等。2.1 焦平面板    经滤波电路平台输出+5 V二次电源电压,冉经LD0电压调整电路输出+3.3V电压。该电压经滤波后向图像传感器及偏置电路提供电源。    MT9M413内部集成有10 bit A/D转换器(简称ADC),可直接输出3.3 V的数字信号。时序驱动板CPLD的端口电压为+3.3 V,因此两者之间可直接传输信号,无需电平转换电路。MT9M413含有10个输出通道,数据总线多达100条,因此采用微型板问连接器连接焦平面板和驱动控制板,以减小电路板体积和质量。2.2 驱动控制板    驱动控制板是相机控制系统的核心,其作用主要包括:产生MT9M413的丁作时序;FIF0读写控制;实现间接指令接口RS232(RS422电平);实现图像输出接口(LVDS电平)。驱动控制板的时序信号和控制信号通过FPGA实现,综合考虑速度、器件容量、工作温度、功耗及抗辐射能力等因素,选用Actel公司的APA600型FPGA,该器件内置2个锁相环,I/O电压为+3.3V,内核电压为+2.5 V,属于低功耗器件。2.2.1 MT9M413图像传感器工作原理    MT9M413是Micron公司的具有3.3V电源,1.31 M像素的CMOS数字图像传感器,其分辨率为l 280 H×1 024 V;主时钟为66 MHz时,帧频可达500f/s;动态范围为59 dB;快门时间范围为10μs~33 ms。片内集成10 bit自标定、全数字接口的ADC。MT9M413功能框图如图2所示,其功能组件包括:像元阵列、行地址选择逻辑、列放大器组、l 280个10位ADC模块、ADC寄存器和读出寄存器模块。    MT9M413的时序关系如图3所示。10位ROW—ADDR行地址总线输入选择读出的像素行,ROW_STRT_N信号开始从像素行读模拟数据,并数字化地存储在ADC寄存器中,当这一系列工作完成后,器件输出ROW_DONE_N信号。当DATA_READ_EN_N信号有效时,LD_SHFT_N信号低电平有效,从ADC寄存器开始向输出寄存器转移数字数据,DATA_READ_EN_N信号使输出寄存器使能。DATA_READ_EN_N置低保持两个时钟后。开始读取新像素行和转换循环。在新行转换同时允许读取先前转换的数字信号,因此行周期是从ROW_STRT_N信号开始到。ROW_DONE_N信号返回,或在LD_SHFT_N和DATA_READ_EN_N信号有效周期加两个时钟的时间。PG_N(PGl+PG2)信号同时置位整个像素阵列的光探测器进行光积分;TX—N信号同时为整个阵列的每一个像素转移光探测器的电荷到存储器,结束光积分。必须注意的是,在连续模式下,PG—N和rrx—N脉冲必须持续64个SYSTCLK时钟周期;在ROW—STRT_N为低电平时,ROW—ADDR地址总线才有效,且至少持续66个SYSCI.K时钟周期。通过增加光积分阶段的行转移脉冲个数调整曝光时间。对MxN阵列的CMOS器件.Ⅳ个行转移周期即可完成一帧图像的所有行转移。为了增大积分时间,可以增加行转移的数量,使得行转移脉冲个数大于Ⅳ,当然在第Ⅳ个转移周期之外的信号无效。    图像信号从10个通道同步读m,每个通道的位宽均为10 bit.每个通道所对应的像元编号如表1所示。    整帧图像输出需要128个时钟周期。随后将1。5通道合并成一路50 bit数据:6~10通道合并成一路50 bit数据,分别缓存在两个数据FIF0中.每个FIFO的容量为128 KxS0bit.并将上述两路信号传输给FPGA进行并.并转换,最后输m一路10 bit并行图像数据。2.2.2 FIFO读写控制    由于M’F9M413每个时钟周期可同时输出100位数据,必须经过FPGA并。并转换。转换成10位数据供LV:DS数据采集卡使用。为了避免丢失高速数据,必须在中间加入数据缓存器。该系统设计选用两片128 KxS0 bit的FIFO。它是一种高速、低功耗的先入先出型缓存器。2.2.3 基于VHDL硬件电路的实现    VHDL硬件描述语言支持自上而下的设计方法。根据自上而下的设计方法,确定输入/输出信号,同时根据时序划分功能模块,然后把所有的输入/输出信号分配到各个功能模块中,每个功能模块分别进行VHDL设计输入、功能仿真、后仿真。在各个功能模块实现各自功能后,例化到顶层设计中,完成顶层的VHDL设计输入、功能仿真、综合、后仿真。直至达到设计要求。部分VHDL硬件捕述如图4所示,其中R1是帧计数,R2是行计数。总曝光时间的计算公式如下:总曝光时间=Rl×行周期×l 024+(1 023一R2)×行周期。3 结语    该系统没计根据CMOS的时序要求.经仿真调试能够产生相应的驱动脉冲和偏置电压,并通过遥控数据的注入,实现了曝光时间的可调控制。

    时间:2009-01-14 关键词: cmos 相机 cpld

  • 联发科推山寨相机尚无明确时间表

        由于市场环境不同,“山寨手机之父”联发科很可能不会在数码相机领域内,复制其大获成功的手机模式。昨日,联发科首席财务官兼新闻发言人喻铭铎在接受本报采访时表示,联发科何时正式推出相机芯片产品,目前尚无时间表。   外界的解读不准确   在山寨手机之后,山寨数码相机大有兴起之势,因此“山寨手机之父”联发科对相机芯片的一举一动也引发了业内密切关注。   联发科不久前成立了数码影像开发处,此举被台湾媒体解读为,联发科今年下半年就要力推数码相机芯片以及数码相机的整体解决方案,以此在内地大举复制山寨手机的成功。对此,喻铭铎澄清,联发科并没有何时推出数码相机芯片的具体时间表,进军数码相机芯片市场是为了寻找下一个业务增长点,另一方面也考虑到拍照也是手机的一项重要功能。“拍照是手机重要功能之一,发展数码相机芯片技术,对于我们的手机业务会有很好的协同效应。”   资料显示,联发科去年手机芯片组出货量达1.5亿套,全球市场占有率近14%,仅次于德州仪器及高通,而在中国内地的市场占有率更是高达40%以上。   未必复制手机模式   在数字电视芯片和手机芯片领域,联发科的成功秘诀在于其Turnkey模式。联发科是否也会在相机芯片领域复制自己曾经的成功模式?喻铭铎对此的回答非常微妙:“联发科进入新业务领域时,必然选择的策略之一就是创新和差异化。”   他解释说,数码相机的产业环境、技术发展水准以及客户需求,都和手机领域不一样,联发科将在对这一领域的环境做出评估后,再决定采用何种策略。喻铭铎表示“把一个领域内的成功模式复制到另一个领域,未必会成功”。   目前日渐火热的山寨相机行业中,一些厂商不仅复制了Turnkey模式,还提供采购渠道、组装方式、甚至销售代理等。   本报记者 张奕    - 名词解释   山寨机与山寨机之父   去年底,国务院宣布取消手机生产核准制之后,市场上出现了大量非“名牌手机”,广州人将之称为山寨机。由于外观靓、功能多且价格低,山寨手机很快在全国流行。   这其中,联发科的“Turnkey”(交钥匙)模式的手机设计方案起了决定性作用。在山寨手机行业中,“寨主”们如此形容联发科带来的便捷。“买了它的芯片,再安上一个手机外壳就可以用了。”联发科目前已成为世界十大IC晶片设计厂商之一,并且是中国内地手机厂商的第一大芯片供应商。因此,联科发被戏称为“山寨手机之父”。 

    时间:2008-09-16 关键词: 联发科 山寨 相机

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