机器人双目图像采集系统设计研究

针对机器人FPGA双目图像采集及ARM图像处理结构,为了给ARM微处理器的图像算法及匹配模块提供良好视频源,提出一种基于FPGA的双CMOS新型机器人立体图像采集系统。该系统使用FPGA处理两只CMOS视觉传感器芯片图像数据,并提供软排线接口至微处理器。硬件上显著减少了各种干扰降低误差来源,软件上可采用点同步的方式达到更精确的同步控制,集成度高、同步性好、实用性强。对此重点完成了FPGA双目图像采集系统的硬件设计及其初始化、模块化、单传感器图像采集及TFT LCD屏显示。     

基于SDRAM的高分辨力高速图像缓存

提出了一种用CPLD和SDRAM在DSP的控制下进行高分辨力高速图像缓存的方法。该方法采用CPLD将CMOS图像传感器输出的数字图像数据进行调制后直接缓存到SDRAM中。图像缓存过程由DSP启动,在缓存过程中,SDRAM写操作首先被图像传感器的输出时钟触发,然后由SDRAM的主时钟进行同步,在一帧图像采集完成后CPLD通知DSP图像采集结束。这种方法实现了分辨力为2048×1536的图像在采样时钟频率为48MH z下的采集。     

红外与可见光双波段图像同步采集与传输系统

设计并实现了长波红外与可见光双波段图像的同步采集与传输系统。通过设计长波红外焦平面图像传感器UFPA和可见光图像传感器CMOS的驱动时序,获得了同步双波段的图像数据,经过FPGA同步采集后拼接成包含有双波段图像信息的一帧图像,只需单一传输通道USB3.0接口传输到上位机。在PC机上将拼接的一帧图像拆分还原成各自单独的红外和可见光原始数据,极大地方便了后续的图像处理或显示。与目前传统的双路图像采集系统对比,文中研制的设备实现了同步实时采集与单通道传输,并具有连接方便、低功耗和处理灵活的优点。     

基于FPGA工具的关节臂激光扫描测头CMOS图像采集系统

鉴于关节臂激光扫描测头对图像质量、自身重量、体积和功耗等因素的限制,设计了一种基于FPGA的关节臂激光扫描测头CMOS图像采集系统。详细介绍了系统的硬件结构和FPGA的内部模块化设计,结合CMOS图像传感器的工作模式和驱动时序,以FPGA为主控处理器,用Verilog语言编写程序,最终实现对高质量图像的采集、缓存和显示。试验结果表明,设计的图像采集系统方案合理,系统运行稳定可靠,能够获取高质量的线激光光条图像。     

高清3D图像传感器时序控制技术研究

3D(three-dimensional)图像传感器仿真人眼功能采集图像,为了保证左右眼图像严格同步,需要满足像素级时间同步要求。文中使用脉冲细分法,使用逻辑算法精确捕捉帧频、行频和像素脉冲上升沿,同步配置并采集两支高清CMOS图像传感器的数据流,并结合SDRAM的数据缓冲,在帧周期内完成左右图像的行像素对接后再输出。实验结果证明,使用时序精确控制方法及轮序处理法可以满足像素同步采集要求。     

基于CPLD的实时图像采集系统的设计和实现

文章介绍了一种基于CPLD和CMOS图像传感器的图像信息采集系统.在CMOS图像传感器的输出时序信号配合下,CPLD将图像数据采集到数据存储区.数据缓冲区采用双存储区的方案,使系统在采集图像的同时可以处理前一帧图像数据,提高了图像采集和处理的效率.     

基于DSP的面阵红外图像采集系统设计

为提高进口红外相机的视频信号输出帧率,以提升其性能并扩大应用范围,设计以DSP为控制芯片的面阵红外图像采集系统。通过对IRFPA输出串行数字视频信号的采集和分析,利用CPLD完成信号的解码和逻辑转换,在DSP的控制下利用两个DPRAM,分别实现图像信号的灰度转换和显示缓存,最后由显示芯片完成模拟视频的编码和输出显示。在黑暗环境下对不同热源进行采集实验,结果表明,系统能够对红外图像信号进行实时采集和显示,输出帧率得到大幅提升。     

基于DDR2 SDRAM缓存的CMOS图像数据采集与传输系统

设计并实现了一套由大面阵CMOS图像传感器、FPGA、DDR2 SDRAM、ARM和PC机组成的CMOS图像数据采集与传输系统。该系统利用高数据带宽、大容量的DDR2 SDRAM存储器适时地对CMOS图像数据进行缓存,然后经以太网传输至PC机,从而完成图像的存储、处理和显示。DDR2 SDRAM存储器的引入,增强了整个成像系统的灵活性和可扩充性。实测显示该系统能够满足对高端COMS图像传感器LUPA-4000进行远程控制和数据传输的要求。     

基于EZ-USB FX2的CMOS图像采集系统设计与实现

本文介绍了一种由USB控制器EZ-USB FX2和CMOS图像传感器OV9620构成的图像采集系统,给出了系统的工作原理,以及软、硬件的设计和实现方法。系统采用全数字模式进行图像传输,克服了模拟信号在传输过程中失真的缺陷。另外,高分辨率CMOS图像传感器和高速USB2.0接口保证了图像采集系统具有高分辨率和高帧频率。     

基于IBIS5-B-1300的视频采集和显示系统设计

设计了一个基于CMOS图像传感器的视频采集和实时显示系统,详细介绍了系统的软硬件设计。系统采用IBIS5-B-1300作为视频采集的核心器件,通过数字编码器BT856将图像传感器采集到的图像数据实时地转换为兼容模拟监视器的复合视频信号,实现了视频的高速采集和实时显示。实验结果表明:该系统成像清晰可靠,实时性高,图像采集和显示帧率均达到50帧/s,能够很好地完成高速视频采集与监视的任务。     

基于DM642的视觉假体图像采集与处理系统

现研究的是基于DM642的视觉假体图像采集与处理系统,是视觉假体微机电系统的初步模拟,是利用高端数字图像处理芯片和CMOS图像传感器开发的一个系统。这样的一套系统是设想在正常人眼的视网膜不能正常工作时对它进行代替。由CMOS图像传感器采集视频信号,经过高端的数字图像处理芯片的处理,并行输出电极刺激信号。     

CMOS数字成像技术在电力系统图像监控中的应用

图像传感器是图像监控系统中的关键部件，提出了采用,CMOS数字彩色/黑白传感器与数字信号处理芯片结合构成最小系统的数字摄像机替代模拟摄像机进行图像信息采集的思想，详细介绍了基于CMOS数字传感器的数字成像技术的构成及原理，且结合电力系统的工程实际，阐述了数字成像技术在图像监控中的应用以及今后的发展前景。     

动态图像处理系统的设计与研究

利用CMOS图像传感器与DSP芯片构成一个高速动态成像系统。由DSP电路驱动CMOS芯片并通过片上AD变换后输出数字信号并即时进行处理。利用这个系统进行了单帧与连续帧的图像采样实验,获得了比较理想的结果。证明了采样频率越高,其对于运动物体的测量数据就越准确。整个系统结构简单,性能可靠,可以灵活地改变三种获取图像的模式,便于对图像信息进行数字化处理。     

基于数字域TDI算法改进面阵CMOS图像传感器功能

为使面阵CMOS图像传感器具有TDI成像功能,研究了TDICCD的工作原理,提出了一种基于数字域的TDI算法,并讨论了如何利用FPGA实现该算法。该算法可在不改变CMOS器件构造的前提下,使其具有时间延迟积分功能。通过举例法推导出面阵CMOS图像传感器数字域TDI计算公式,并在此基础上优化了算法结构,优化后可以节省(m-1)(m-2)/2行内存空间。最后以航天相机为背景,讨论了地面像元分辨力、行转移时间与CMOS帧频的关系,通过一个算例计算出不同分辨力和积分级数条件下对CMOS帧频的要求。计算结果表明,帧频大于648frame/s的1280×1024CMOS,可以满足600km轨道高度下地面像元分辨力为1m的96级积分成像要求。     

CMOS图像实时增强预处理研究及实现

针对CMOS图像传感器固有的不足，本文提出了一种图像增强预处理的算法及实现方法，首先介绍了预处理总体框架，结合实时性、可移植性以及硬件性能的要求，着重讨论图像增强预处理主要功能模块的算法实现，包括伽马校正、色彩插值、色彩校正、色彩空间变化、图像增强、增益控制、对比度调整以及自动曝光等。实验结果表明：该方法有效地改善了图像传感器图像的质量。     

Transmission line based short pulse generation circuits in a 0.13 μm complementary metal-oxide-semiconductor technology

A few traditional pulse forming circuits are implemented and compared in a commercial 0.13 μm digital CMOS technology. Standard on-chip transmission lines are used as pulse forming lines (PFLs), while CMOS transistors are used as switches. The shortest output pulses of these circuits are analyzed and compared through Cadence Spectre simulations. All the CMOS circuits are fabricated in the commercial technology. Pulses of ～170 ps durations and 120-400 mV amplitudes are obtained when the power supply is tuned from 1.2 to 2 V. The results show that these traditional PFL based circuits can be implemented in standard CMOS technology for high power short pulse generations. Furthermore, the PFL circuits significantly extend the short pulse generation capabilities of CMOS technologies.     

实现高分辨力图像传感器高帧率输出的方法

论述了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的提高CMOS输出帧率的方法。高分辨力图像传感器的输出帧率只有十几帧/s甚至更低,系统将同一帧的图片重复输出,从而提高后续的输出帧率,使图像信号能够直接输出至VGA显示器。硬件电路使用图像传感器MT9D131、FPGA芯片CycloneⅡEP2C8Q208C8N和图像D/A转换芯片ADV7123组合,软件使用verilogHDL语言,将图像感应器得到的图像数据存入SDRAM(同步动态随机存储器),并将其转换为RGB格式的图像数据输出至图像D/A转换芯片ADV7123,同时在FPGA中设置写FIFO模块与读FIFO模块以避免跨越时钟域可能导致的工作不稳定的问题。     

CMOS光栅图像纳米细分技术研究

光栅技术已在长度测量、角度测量、位置测量、自动检测、自动控制等诸多领域广泛应用。采用长光栅作为检测元件,但对光栅的细分不用常用的电子学细分,而是采用CMOS显微成像系统读取长光栅,并随之对光栅图形进行细分。系统由光源、光阑和聚光镜、标尺光栅、显微物镜及CMOS电子目镜组成,光栅图像进入PC机,采用软件进行细分。试验获得的光栅图形清晰,从而为利用数字图像处理技术进行细分提供可靠依据,实验研究的细分分辨力为80nm。     

视频错帖检测系统及算法设计

为了克服现有光眼检测法和模拟视频检测法的不足,研制一种新的基于互补式金氧半导体工艺(Complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS)的图像传感器智能错帖检测系统,其硬件将CMOS图像传感器、数字信号处理器(Digital signal processor,DSP)和可编程逻辑器件(Complex programmable logic device,CPLD)集成在一起,作为图像采集和处理的核心单元,另外还包括通用串行总线(Universal serial bus,USB)、串口和存储器等辅助电路。检测方法采用反向传播网络(Back propagation network,BP网络)和矩不变量建立错帖识别算法,内嵌在数字信号处理器中,算法适合于文字、图文和图形等多类书帖,检测精度更高。算法参数估计试验表明,相对旋转角在±7o范围内时,检测准确率约为98%。     

基于无线与图像的家用仪表数值识读装置

针对当前人工抄表方式存在的入户难、不安全等问题,结合数字图像处理和无线数据传输,设计了家用数字型仪表的数值识读装置。该系统采用CMOS图像传感器读取家用仪表的数值图像信息,由高性能数字信号处理器（DSP）进行数字图像处理,采用模糊神经网络算法对仪表数值字符进行识别;识别结果通过近距离无线Z igBee通讯发送至集中器,以进行后期的收费、监控等服务。实验结果表明,系统对典型家用仪表数值的识别正确率高达95%,对一幅含6个数字的图像的识别时间大约为2 s,可以满足一般应用;此外,该系统还具有良好的可靠性和抗干扰性。