基于GL0816传感器的高速线阵CMOS相机系统设计

为了满足印刷等高端工业检测中物体快速运动,需要大幅面、高行频、高分辨率图像采集等要求,研发了一款微米级高分辨率、高速线阵工业相机。首先,介绍了高行频、高分辨率国产CMOS图像传感器GL0816的功能与特点。然后,基于该芯片设计了一套高速大幅面高分辨率线阵工业相机系统,该系统采用FPGA作为整个系统的控制核心,以DDR3LSDRAM作为图像缓存器,以GigE vision2.0协议为输出标准,以SFP+作为高速图像输出接口。最后,搭建相机系统测试环境,对所设计的相机进行系统测试。结果表明:该相机系统行分辨率为8 192,可连续采集2 000行作为一帧图像输出,行频为50kHz,动态范围为57.32dB,信噪比为40.95dB,具有实时图像采集功能。该相机系统具有大幅面、高帧频、高分辨率、高信噪比、宽动态范围等优点,适用于印刷检测行业快速运动目标捕获成像及图像实时显示。     

高光谱成像用高速CMOS图像传感器设计

针对高帧频、全局曝光、通道数可选等成像应用需求,提出了一种高光谱成像用CMOS图像传感器,重点分析了8T像素结构和读出电路的设计方案与电路原理,完成了芯片的整体仿真和流片验证。结果表明:设计符合预期,成像效果良好,像素具备较高的满阱和全局快门功能,读出电路实现了输出通道数可选功能,同时保证了模拟信号在大面阵、低输出通道数条件下的高速、低噪声输出,最终实现的像素阵列为2048×256,像素尺寸为24μm×24μm,单通道最大输出频率为40×10⁶pixel/s,最高帧频为4000f/s,可满足高光谱成像系统对图像传感器的需求。     

基于FPGA的大面阵CMOS相机高速率电子学系统设计

目前深空遥感探测多采用CCD作为高分辨率相机的传感器,相较于CCD,面阵CMOS驱动更简单、功耗更低、抗辐射能力更强,是深空遥感探测目前的发展趋势。为此,本文基于CMOSIS公司生产的型号为CMV20000,图像分辨率为5120×3840的CMOS探测器,设计完成了一个大面阵CMOS高分辨率相机,图像分辨率为5120×3840。详细阐述了以FPGA为核心的电子学系统的整体结构,结合CMV20000的工作模式和时序电路,实现了高分辨图像的高速传输以及数据校正。试验结果表明,设计的相机系统方案合理,解决了CMV20000数据无法对齐的数据校正问题,系统运行稳定可靠,安装光学系统后能够获取高质量图像。

     

基于FPGA的CMOS传感器高速视频采集系统

依据图像采集和传输的方式和方法的不同,提出了一种以CMOS数字图像传感器作为相机光电转换器件的数据采集方法.设计了一种利用FPGA作为核心控制芯片、USB为传输接口、CMOSOV5620为图像采集芯片的高速视频采集系统.介绍了系统的总体设计结构,给出了各个模块的具体硬件设计方法和软件流程,得出了可行性结论.     

基于FPGA的高速大面阵成像系统设计

为了获取高帧频大面阵图像数据,设计了一套基于FPGA结合CMOS图像探测器的成像系统.首先,介绍了国产GSENSE6060 图像探测器的特性和设计方法.然后提出了成像系统的供电等硬件设计.最后,重点研究了基于Xilinx公司Virtex-5 型FPGA的CMOS图像数据训练算法,保证了数据采集的准确性.试验结果表明,所设计的成像系统在 6 144 pixel×6 144 pixel分辨率时,帧频达 20 frame/s,图像数据峰值速率 16 Gbit/s,且读出噪声优于 4e-.目前,系统已经工程应用,其功能、性能满足了项目实际需要.     

基于FPGA和EPP技术的CMOS图像传感器高速数据采集系统

本文介绍FPGA和EPP(增强型并行口)相结合技术对OV7620CMOS图像传感器进行高速数据采集,提供一种利用PC机外设对图像采集的解决方案.该设计方案已应用在隧道的平行度检测的试验中,并获得良好效果.     

基于FPGA和EPP技术的CMOS图像传感器高速数据采集系统

本文介绍FPGA和EPP(增强型并行口)相结合技术对OV7620CMOS图像传感器进行高速数据采集,提供一种利用PC机外设对图像采集的解决方案。该设计方案已应用在隧道的平行度检测的试验中,并获得良好效果。     

基于CMOS图像传感器的高速小型化成像系统设计

基于LUPA1300-2型CMOS图像传感器设计了一套高速、高分辨率、小型化,低功耗的成像系统。以FPGA作为系统的时序控制程序开发平台,采用Verilog硬件描述语言设计了传感器驱动、数据处理、通信和数据传输等模块程序,并对各模块的功能与结构进行了分析和说明。基于本文提出的成像系统框架开发了硬件电路,然后对整个系统进行了成像实验。结果表明,该成像系统驱动时序合理,与计算机通信正常,数据传输准确,图像质量高,系统运行稳定。     

基于FPGA的CMOS线阵图像传感器数据采集系统设计

针对日本滨松公司的CMOS线阵图像传感器G9214-512S,设计基于FPGA的同步工作模式的图像数据采集系统,使用VHDL语言对此系统进行描述,并用Xilinx ISE Design Suit自带的ISim软件对设计的时序进行仿真。采用Xilinx公司的Spartan 3 XC3S200A-4VQ100进行FPGA配置和验证,仿真结果表明该数据采集系统的时序正确,具有较高的实用价值。     

基于相对比率的高帧频图像采集器设计与实现

为了在机器视觉应用中是实现高动态范围（high dynamic range,HDR）图像采集,提出了一种基于检测像素相对比率的新型图像采集系统。提出的图像采集器使用全差分电路检测信号比,由基于数字计数器的紧凑列并行读出电路捕捉像素的脉冲宽度调制输出。并设计了相应的光电流比检测像素方法,能独立地捕捉局部场景特征。实验结果显示提出的COMS图像传感器性能较好,当标称帧频为9600帧/秒时,提出的32×32像素阵列原型CMOS图像传感器消耗了4 mW的功率;当最大帧频为24000帧/秒时,此图像传感器消耗了6.8 mW的功率。     

高帧频大动态范围CMOS图像传感器时序控制电路的设计与实现

本文主要论述了CMOS图像传感器时序控制电路的系统设计和实现方法.针对双采样结构的图像传感器,分析了常用的并行式曝光方式和滚筒式曝光方式两种时序控制方法及其具体实现过程,并根据时序控制电路的功能仿真和在FPGA上的验证结果,对二者进行了比较,证明了这两种方法的可行性.     

基于SOPC的高帧频数字图像采集显示系统

为了代替PC机对高帧频数字图像进行实时采集显示,使用片上系统(SOC)和可编程片上系统(SOPC)的设计方法,设计了基于NiosⅡ软核的嵌入式图像采集显示系统。依据系统功能需求设计出系统架构,给出了系统各个功能模块的设计方法,对系统中接口模块的信号时序和图像数据缓存处理架构进行了软件编写及仿真。描述了应用该系统所进行的高帧频图像采集显示实验,并分析了系统性能。实验结果表明:对于帧频高达1230帧/s、分辨率为128×128的图像源,该系统可以对其进行实时的采集显示。满足了降低成本、节约空间、提高系统稳定性和工作带宽的要求。     

一种应用于CMOS图像传感器的列级高精度ADC设计

针对CMOS图像传感器高精度和低功耗的需求,设计了一种14位列级模数转换器(ADC)。在传统斜坡式模数转换器(RAMP ADC)架构基础上,采用了3位逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)与11位RAMP ADC相结合的两步式结构,有效缩短了量化时间。RAMP ADC部分采用高低时钟的计数方法,可显著降低计数区间内的功耗。同时,提出了RAMP-SAR-RAMP切换的相关双采样逻辑,可进一步减少静态随机存取存储器(SRAM)数量,从而缩小版图面积。采用0.18μm标准CMOS工艺进行仿真,结果表明:在600 MHz时钟、单沿计数的工作模式下,ADC量化时间为9.32μs,在1.8 V数字电源电压下,计数区间内功耗均值为8.51μW。     

基于FPGA和USB 2.0的数字图像采集系统设计

随着技术的发展,工业检测技术受到人们的重视,其中图像检测由于其具有直观,方便,信息量较全面而使得它在工业检测方面具有重要的应用。以FPGA作为控制核心,设计了一个小型图像采集系统。通过FPGA实现CMOS图像传感器的初始化、图像数据采集、存储、USB接口芯片的控制;使用USB 2.0接口实现图像数据传输;使用VC＋＋编写上位机程序对图像进行实时显示。经过测试,整个系统能够稳定工作,满足设计目标。     

高分辨率大面阵微型相机设计

小型化相机是支持低成本微型飞行器或微小卫星对地观测等多项应用的关键设备,由此提出了一种高分辨率大面阵的小型化成像系统.首先预估了该成像系统用于目标观测的像元分辨率和幅宽.然后阐述了该系统的电子学方案,对其中的关键芯片OV14825的工作原理进行了介绍,并分析了基于FPGA的串行差分数据接收转发的软件设计.最后基于设计的相机样机开展了成像实验,在13m成像距离条件下获取图像分辨率优于0.5mm,而且图像细节丰富,层次分明,证明该方案切实可行.高分辨率大面阵微型相机具有很好的应用价值.     

基于CMOS图像传感器的多斜率积分模式

CMOS图像传感器由于器件本身的特点,相比CCD传感器,其动态范围较小。以CYPRESS公司生产的高性能CMOS图像传感器IBIS5-A-1300为研究对象,对其多斜率积分原理进行研究,提出了采用同步快门多斜率积分的方法来扩展CMOS图像传感器的动态范围。以FPGA+DSP为系统的硬件处理平台,给出了多斜率积分驱动时序的具体设计思路和方法,并在QuartusⅡ7.0环境下对所设计的驱动时序进行功能仿真。采用所设计的多斜率积分时序驱动,将CMOS图像传感器的动态范围由原来单斜率积分模式下的64 dB扩展到了90 dB。实验结果表明,采用多斜率积分模式可以实现动态范围扩展的要求。