高速CMOS相机图像采集系统关键技术研究

为满足某靶场弹丸炸点测试中拍摄帧频高、实时记录性强等要求,本文介绍了一种高帧频CMOS图像采集系统。选用帧频250帧每秒的LUPA-300作为高帧频图像传感器,通过FPGA实现对图像传感器的参数配置与图像数据处理,并运用PCI图像采集卡实现图像数据的存储与显示。实验结果表明该系统结构简单、成像清晰稳定,拍摄速度快,可应用于高速目标的拍摄。     

基于FPGA的CMOS成像电路设计

为满足科研和工业领域中对于高分辨率工业相机的需求,针对大靶面CMOS探测器CMV20000设计了成像电路。介绍了CMV20000探测器芯片的主要功能特点,利用FPGA实现了探测器控制信号的驱动和高速LVDS串行图像数据的接收。采用动态相位调整技术校正16路LVDS高速串行数据的相位差、实现了图像数据的同步接收、高速串并转换,对接收到的图像进行了重构并将其通过CameraLink接口进行输出。利用测试图像对成像系统进行了功能验证,并对实际景物进行了成像试验,试验结果表明,系统输出帧频最高达30fps,图像信噪比约为35dB,系统成像质量满足指标需求。     

基于FPGA的千兆以太网CMOS图像数据传输系统设计

针对100 fps的帧率、600×400图像尺寸16位灰度CMOS图像传感器的大数据量远距离传输关键技术问题。借助于用户数据报协议(UDP)作为通信协议,采用XC6SLX16 FPGA对图像传感器采集的数据进行预处理及将图像数据封装成以太网帧,同时配合专用的千兆以太网PHY芯片VSC8601,通过RGMII接口进行FPGA与PHY的连接方式,设计了一种基于FPGA的千兆以太网CMOS图像传感器数据传输系统。实验测试结果表明,该系统不仅实现了530 Mbit/s的高效可靠图像数据的远距离传输,而且该系统安全可靠,能够稳定有效工作。     

基于FPGA的图像采集系统的设计

研究一种基于FPGA和CMOS图像传感器的图像采集处理系统的实现方案。FPGA芯片的I/O口模拟SCCB串线总线写CMOS传感器中的寄存器,来设置CMOS图像传感器的工作方式,然后FPGA根据同步信号采集有效原始图像数据,在FPGA内还原出传统数字RGB格式图像数据,接着以帧为单位将图像数据转存到外部存储器SDRAM中,最后通过UART串口将图像数据转发到PC,进行实时处理或显示。所设计的采集系统能够正常工作,介绍的设计方案可靠有效。     

基于0V7620的机器人视觉导航系统设计

视觉导航技术是移动机器人智能化研究的关键技术。本文介绍了一种基于CMOS图像传感器OV7620的视觉导航系统,通过分析OV7620的工作机理,采用FPGA和FIFO存储器协调工作进行图像采集缓冲,同时利用高速单片机实现视觉导航算法。实验表明本系统设计合理,集成度高,控制精确,有一定的实用价值。     

现场智能传感器

将CMOS摄像机与高速FPGA相结合,构建了一种适用于生产现场的小型化高速智能视觉传感器。智能化的视觉传感器集图像采集和图像处理于一身,极大地减小了视觉检测系统的体积,适用于对测量速度要求高,测量空间较小的场合。     

基于FPGA的CMOS数字图像传感器数据检测系统设计

为了在视觉检测中实现对数据的高速采集与传输,本文提出了一种基于CMOS数字图像传感器,FPGA,DSP和以太网接口芯片的实时视觉检测方案。系统主要利用高性能FPGA芯片作为硬件平台。介绍了系统硬件电路和FPGA软件程序的设计方案和工作流程。在实验室环境下进行检测试验,系统工作正常。     

基于DSP和FPGA的视频格式转换

为实现常见格式的视频图像的实时处理和VGA输出显示,构建以型号TMS320C6416的DSP和型号EP2C35F的FPGA为核心的视频图像处理硬件平台。通过DSP实现色彩空间转换、图像尺寸变换、帧频变换和其它算法的实时处理,并基于FPGA实现视频图像的去隔行操作以及视频编解码器的寄存器控制。该方法具有易于实现、配置灵活、适用性强的特点,满足不同制式视频图像的VGA输出要求。     

CMOS图像传感器接口

文中介绍基于ARM core的SOC芯片中CMOS图像传感器接口IP模块的设计方案.该IP模块连接在AHB总线和外部的CMOS图像传感器之间,完成对高速图像数据的采集和传输,并能够为后续的图像处理提供统计数据.经过验证,该模块可以完成每帧200万像素的图像数据传输.     

基于PCI总线的CCD数字相机采集系统设计

针对高速图像信号采集系统中数据传输量大的特点,提出了一种基于PCI总线的CCD数字相机采集系统的设计方法,给出了系统整体设计方案。采集系统以Camera Link和PCI总线为接口,结合FIFO、PCI9054和FPGA来实现计算机对CCD相机的设置和图像数据的采集。Camera link接口实现低压差分信号至TTL信号的转化和相机与图像采集卡之间的串行通信,PCI9054实现本地端与PCI端的桥接使用户接口设计简单,FIFO实现对高速采集后的海量数据进行缓存,FPGA实现整个系统的时序控制。这很好的解决了计算机与数字相机进行高速、大数据量传输的难题。     

基于CMOS传感器用于高速运动墨滴观测的优化设计

针对低功耗CMOS传感器的工业相机在拍摄高速移动物体时所采用的曝光方式与清晰度的要求,该设计结合逐行曝光的曝光原理及特性,使用FPGA作为主控模块,通过对像素抓取做出的位置坐标进行补偿矫正,实现逐行曝光方式也能对高速运动液滴的精确拍摄效果,初步消除由曝光方式引起的失真,摆脱常用的全局曝光方式的桎梏,极大地提高了墨滴观测的真实性,根据仿真分析与实验结果,该方法可以有效消除因曝光条件引起的失真,解决了CMOS相机采用逐行曝光下墨滴图像的变形问题,提高了待测液滴各种物理属性真实度。     

高速图像采集卡驱动程序设计

为了实现对高速图像数据的采集,介绍了某高速CMOS相机图像采集卡总体设计方案。利用Driver Studio驱动开发工具设计了图像采集卡驱动程序,对PCI设备的存储器映射、中断和DMA功能实现做了讨论,深入剖析了驱动程序和应用程序间的通信,通过中断与DMA间的配合完成了高速图像数据的传输。实现了Windows XP系统下驱动程序的安装与调试。测试结果表明：利用DMA操作传输数据,在本地总线的晶振频率为40MHz、图像分辨率为640×480、数据宽度为10位的数据传输时,能达到200帧/秒的采集速率。     

航空航天相机成像性能测试系统研究

在航空航天相机的研制过程中,为了测试与评估其整机系统的成像性能,针对相机高分辨率、高量化位数和高帧频的特 点,研究开发了一套基于千兆以太网的航空航天相机成像性能的测试系统。 在测试系统中应用 FPGA 完成千兆以太网协议实 现图像数据的高速传输,通过上位机实时显示图像并进行图像处理与计算,经过对调制传递函数的理论分析,确定采用对比度 法计算获得相机的调制传递函数(MTF)。 实验验证了图像数据实时显示的可行性与图像数据传输的正确性,同时使用 3 种不 同型号的相机获取了不同分辨率 2 048×2 049、2 564×2 162、2 045×256 的测试图像的 MTF 值,通过获取 3 组数据的标准差,并 与传统人工测试方法的对比分析,实验表明,该测试装置大幅提高了测试效率和测试精度,实现了整体系统成像性能的实时 评价。     

纳米磁微粒的激光散斑位移测量系统

为了实现对磁流体的运动形态及磁微粒聚集离散位移量的测量,设计了一种纳米磁微粒的激光散斑位移测量系统。采用激光器、CCD器件、差分放大器、高速A/D转换器及FPGA芯片等器件,完成了散斑信号高速采集系统,单通道信号采集速度达到3 Msps,8通道并行处理,实现了毫秒级图像采集要求;实现了USB2.0高速通信接口,使数据传输速率达到30 MB/s,完成了激光散斑信号的高速实时数据传输;设计了本系统硬件设备的驱动程序以及数据实时处理的Win32应用程序,完成了散斑信号的数据处理,测量分辨力达到纳米尺度。所实现的纳米磁微粒的激光散斑位移测量系统达到了纳米磁流体表征检测对分辨力和系统响应时间的要求。     

航天遥感TDICCD相机星上振动实时检测

为了对航天遥感相机焦平面振动进行实时检测,提出了一种利用CMOS图像传感器和快速灰度投影算法的振动实时检测方案。首先,分析了航天遥感相机焦面振动检测系统要满足的条件,提出了一种在焦面空闲处安装CMOS图像传感器的结构来获取图像序列,然后对传统灰度投影算法进行了改进并利用该算法计算了图像序列间的振动量,最后,利用FPGA对算法进行了实现。理论分析和实验结果均表明,提出的方案能满足航天遥感相机对焦面振动检测的要求。     

基于FPGA与CIS的高速高精度图像采集系统

介绍一种基于FPGA和CIS（接触是图像传感器）全新的高速高精度图像采集系统。系统由1200dpi的CIS作为图像传感器,处理来自36个通道的模拟并行数据的12个高速AD,一片作为主处理器对图像数据做拼接和处理的FPGA芯片,和以LVDS方式将图像数据传至PC做进一步处理的Camera-link接口组成。实验结果表明采集的速度可高达12m/min,检测最小孔径为30μm,检孔误差小于0.5%。本图像采集系统已成功应用到自动光学检测设备上。