高速视频技术的1300万像素CMOS图像传感器

正该款传感器支持智能手机和平板电脑录制相当于240 fps的全高清视频东芝公司推出1300万像素BSI1 CMOS图像传感器"T4K82"。该款图像传感器支持智能手机和平板电脑录制相当于240帧每秒(fps)(业界最高2帧率)的全高清视频。样品出货预定从3月份开始。高速视频录制要求高帧率、短曝光时间,而这会导致图像曝光不足。"T4K82"采用"Bright Mode"技术,能将图像亮度提升至原来的4倍,实现相当于240 fps的全高清视频录     

基于 FPGA 和线阵 CCD 的高速图像采集系统

针对很多领域对被测物图像采集的高速和实时性要求,文中利用可编程的 FPGA 和线阵 CCD 技术,介绍了一种高速图像数据采集与传输系统的设计.该系统选用线阵 CCD 作为前端信号采集,采用 FPGA 产生与控制整个系统的时序,通过 USB 接口将采集到的数据传给 PC 机做进一步处理.本系统可在色选机中用于运动目标图像数据的采集,由于采用了高速且具有高度并行性的 FPGA 技术,在图像数据的高速实时采集和处理上较其他系统具有很大优势,且设计灵活,配合线阵 CCD 的运用,可有效提高精度、降低成本,对图像采集在其他方面的应用具有参考价值     

一种便携式扫描学习装置

针对现有学习装置无法实现信息快速输入的瓶颈性问题,设计了一种便携式扫描学习装置,由扫描笔和学习机两部分组成.对该装置的硬件电路和软件工作流程进行了介绍,并重点阐述了系统中采用的关键技术.该装置中的扫描笔采用了CMOS面阵图像传感器和具有图像数据接口的专用微处理器,能够完成扫描图像的高速采集.在光学字符识别的基础上.学习机采用了智能词汇提取和智能文本匹配技术,实现了单词快查和课文解读功能.     

新型光学对中自动测量装置的设计

针对光学对中器采用面阵电荷耦合器件或者黑白线阵电荷耦合器件作为图像传感器的不足,设计了一种新型光学对中自动测量装置。测量装置由N型自发光目标、光学镜头、彩色线阵电荷耦合器件、处理电路、FPGA和电源模块组成。利用彩色线阵电荷耦合器件和N型自发光目标协同工作进行二维位置测量。通过实验,验证该装置在露天环境下工作,反射光等强干扰时,能区分有用目标信号和干扰信号。论文着重介绍了彩色线阵电荷耦合器件图像传感器的优点和N型自发光目标的尺寸设计。最后,对新型光电对中器的测量精度进行了实验验证和误差分析。在本设计中,图像传感器的选择分别采用黑白线阵CCD和彩色线阵CCD进行实验验证, X轴方向测量精度: ±0.649mm≤1.597mm;Y轴方向测量精度：±1.176mm≤3.940mm。实验结果表明：采用彩色线阵电荷耦合器件作图像传感器时,抗干扰性强,测量结果精确、稳定。     

安森美半导体的全局快门图像传感器解决机器视觉的成像需求

图像传感器的性能指标及发展趋势 图像传感器是机器视觉系统捕获图像信息的关键元件.衡量图像传感器性能的因素包括分辨率、灵敏度、带宽、噪声、功耗、光学格式、帧率和CRA等.没有哪一种单一的图像传感技术或产品适用于所有应用,因而设计人员需根据应用需求匹配最适合的技术.相对而言,CCD传感器提供最佳的图像均匀度、高线性动态范围、高光灵敏度、大光学格式,而CMOS传感器提供灵活读取、低功耗、高帧率和高集成能力.     

基于FPGA和线阵CCD的高速图像采集系统

针对很多领域对被测物图像采集的高速和实时性要求,文中利用可编程的FPGA和线阵CCD技术,介绍了一种高速图像数据采集与传输系统的设计。该系统选用线阵CCD作为前端信号采集,采用FPGA产生与控制整个系统的时序,通过USB接口将采集到的数据传给PC机做进一步处理。本系统可在色选机中用于运动目标图像数据的采集,由于采用了高速且具有高度并行性的FPGA技术,在图像数据的高速实时采集和处理上较其他系统具有很大优势,且设计灵活,配合线阵CCD的运用,可有效提高精度、降低成本,对图像采集在其他方面的应用具有参考价值。     

基于Camera Link的高速图像采集技术研究与应用

针对光学测量图像采集存储系统存在的系统可靠性低、丢帧率较高的问题,研究了基于Camera Link的高速图像采集技术,提出了帧频驱动采集与实时检测采集融合的控制方法以及改进型双缓存数据采集方法,并将该技术应用在光学高速电视测量系统,提高系统了可靠性,消除了图像丢帧、错图。该技术通用性强,可以广泛应用在基于Camera Link的图像采集存储系统,具有较大的应用推广价值。     

面阵CCD的超敏C-反应蛋白全自动检测系统设计

针对目前胶体金技术检测的人工误判、检测速度慢、效率低等问题,设计了一种基于面阵CCD的超敏C反应蛋白全自动检测系统。系统采用STM32单片机作为核心处理器、CCD图像传感器用于图像采集、 OV7670作为图像处理器、控制器ILI9341用于图像显示。在图像处理中,将采集的RGB图像利用经典的几何推导法将RGB图像转换为HIS色彩,并利用K-均值算法对采集的图像数据进行了图像分割。另外,还设计了胶体金试剂条的自动进给装置结构,能够将多个试剂条同时放置,实现了多个胶体金试剂条自动连续检测。试验结果证明,该自动检测系统有效提高了工作效率,具有一定的使用价值。     

应用于印刷品质量检测的机器视觉系统——全画面印刷质量检测系统的研究

传统印刷图像质量检测方法采用测控条检测,其结果的可重复性和稳定性都不能得到保证.本文应用机器视觉技术,结合印刷质量检测原理与数字图像处理技术,建立了全画面印刷图像质量检测系统,提出了系统的理论设计与模型.系统使用彩色面阵CCD,采集印刷品图像,视频信号经图像采集卡,通过计算机PCI总线传输到内存中,在系统的软件中对图像进行处理和分析.实验主要完成了数字图像的数据转换和印刷品的墨量显示.     

基于图像传感器的医疗仪器尺寸测量系统

本文建立了基于图像传感器的医疗仪器零件尺寸测量系统开发,给出了系统的硬件框图,详细阐述了各部分的设计及器件选择.该系统以面阵CCD图像传感器为图像获取装置,使用FPGA为采集控制器,采用DSP为核心处理器,配合计算机及相应的硬件接口,组成图像测量系统的硬件结构.     

嵌入式系统下的氯霉素快速定量检测研究

介绍了现有氯霉素残留量检测方法的不足,提出一种结合金标试纸技术以及嵌入式系统图像处理技术的新方法.通过图像传感器将金标试纸图像传入嵌入式计算机系统,采用数字图像处理,实现对样品中氯霉素残留量的快速定量检测.指出了实现该方法的技术难点并给出相应的解决方法,实验证明了该检测方法的有效性.     

嵌入式气体检测系统及其图像分析算法

针对传统气体检测方法的不足,提出了基于嵌入式和卟啉阵列传感器的气体快速检测系统及其图像分析算法。该系统通过USB接口的摄像头采集待测气体与卟啉阵列传感器反应前后的RGB图像信息,再由图像处理算法得到图像中每个卟啉点的颜色变化信息,最后通过模式识别算法得到待测气体种类和浓度。重点研究了检测系统的结构及软件功能的设计,给出了针对卟啉阵列传感图像的图像处理算法及与标准数据库匹配的模式识别算法。通过对氨气等气体进行试验,结果表明该系统及其分析算法能够很好地识别出气体的种类和浓度。     

基于AD9978A双通道的CCD相机设计

基于ADI公司的双通道、14 bit串行输出图像预处理芯片(AFE)AD9978A设计了一套CCD黑白数字摄像机电路系统。系统采用Dalsa公司的1 024×1 024帧转移面阵CCD FTT1010M作为图像传感器,采用专用集成芯片DPP2010A作为时序发生器,以FPGA为控制核心,并应用LVDS接口完成图像输出。针对CCD双通道输出时通道间存在的不均匀性问题,使用AD9978A在电路上给出了改进,并系统研究了该芯片复杂的寄存器配置问题。经验证,该系统能在不添加任何均匀性校正算法的情况下,输出均匀性良好的双通道图像。     

红外图像传感器成像动态模拟系统设计

红外图像传感器成像过程依赖实时探测,针对探测过程成本较高、条件苛刻等问题,提出了一种红外图像传感器成像动态模拟系统。以天空背景为研究对象,系统在数字信号处理器（ DSP）上运行红外云图产生算法,可动态模拟红外图像传感器探测的图像并上传到电脑。实验与仿真结果表明：系统可以76 fps的帧频模拟分辨率为512×512×16 bit的云红外图像,图像质量良好,红外图像传感器成像模拟效果显著。     

基于图像传感器的可见光MIMO通信系统

针对将图像传感器用于可见光MIMO通信时存在的图像矫正、收发通道对准及时钟同步问题,分析了影响数 据帧有效性的因素,提出了一种发射端图形结构与通道分布规则,给出了基于图像传感器的可见光MIMO通信系统时钟同步 方法,并以三星S24D590PL 液晶显示器作为光学MIMO发射端,IPHONE 6S 手机后摄像头传感器作为接收端搭建了实验系 统。实验结果表明,本方案能够实现接收图像的定位和矫正,并自适应计算出MIMO通道数量和各通道坐标,在发射帧率小 于接收帧率的条件下,能够恢复同步时钟和解码数据。     

二维Otsu和改进区域生长法的荧光免疫层析试条浓度的定量检测

目前荧光免疫层析试条的定量检测方法绝大多数采用光电反射法,该方法需要对试条进行高精度的定位并且需要复杂的传动装置。利用CMOS图像传感器获取荧光免疫层析试条的图像信息,采用图像分割方法用于荧光免疫层析试条检测线和质控线进行自动识别,首先对采集到的原始图像进行增强预处理,并进行初步分割。然后选定处理后图像的种子点并通过改进的二维Otsu法选取生长阈值对图像进行区域生长,以实现对图像检测线和质控线的分割。结果表明该方法能够在目标和背景对比度很低的情况下,将图像检测线和质控线的轮廓清晰的分割出来,且区域一致性测度和对比度都比较理想。该方法检测不同浓度的试条,得到的特征值重复性小于5%,线性度大于0.99,准确度大于0.98。实验证明用该方法对荧光免疫层析试条进行定量检测是可行的,且较对比仪器具有更宽的检测范围。     

基于光纤Bragg光栅传感器阵列的智能周界安防系统

为了克服现有技术存在分辨率低、监测距离有限、价格昂贵等特点,提出了一种基于光纤布拉格光栅传感器(FBGS)阵列技术的周界入侵行为感知增敏方法及系统.采用全同光栅阵列技术提高系统复用能力,使得相同长度防区内传感器数量成倍增加,从而大大提高了系统感知外界入侵行为的灵敏度;采用特殊的传感器封装工艺和敷设方法进一步提高了系统感知外界微小振动灵敏度;结合时域、频域分析方法智能识别外界入侵行为,降低系统误报率.相比传统光纤光栅周界防入侵技术,系统具有米(m)级空间分辨率、误报率极低、监测距离更长、性价比高等特点.     

可视嗅觉系统分析与设计

新型的气体检测装置是根据传感器敏感单元遇到不同气味所呈现的颜色差异,通过将气味的特征信息转换为图像信息识别气体,具有检测精度高和受环境湿度影响较小的优点.文章分析了传感器的工作原理和响应图像,给出了消除杂散光对图像干扰的处理方法和图像识别算法,介绍了基于ARM/Linux的嵌入式系统作为电子鼻实现平台的思路.利用该系统准确识别了环己胺、二甲基亚砜和乙腈三种有机化合物,验证了所构造的系统的有效性.     

TMS320C40实现电弧图像实时采集

提供了一种新型的电弧运动观测手段,利用高频CCD图像传感和DSP（TMS320C40）,设计出先进的电弧图像高速成像和RS－422A数据传输系统,将电弧光学图像认转化为便于计算机处理的数字化图像。以高速DS冢快速存储器为核心,设计并实现高速图像的数字缓冲接口系统,并采用DMA数据通信方式,以提高数据的传输速度,使采集系统主机能正确接收图像数字信号。利用该电弧图像采集系统对JQX－14FC型号的继电器进行了电弧图像采集。实验证明该系统具有较高的图像采集速度和图像分辨率,为更好地研究低压电器中电弧运动过程动态变化提供了新的分析方法和手段。     

光学视觉传感器技术研究进展

视觉传感是人类感知外界、认知世界的主要途径，研究表明人类获取的外界信息大约有80%来自于视觉。作为感知外界信息的“电子眼球”，视觉传感器是消费电子、机器视觉、安防监控、科学探测和军事侦察等领域的核心器件。近年来视觉传感器技术发展迅速，不同类型的传感器从不同维度提供丰富的视觉数据，不断增强人类感知与认知能力，视觉传感器研究工作具有重要的理论与应用需求。本报告以典型光学视觉传感器技术为主线，通过综合国内外文献和相关报道，从CCD图像传感器、CMOS图像传感器、智能视觉传感器以及红外图像传感器等研究方向，梳理论述近年来光学视觉传感器技术的发展现状、前沿动态、热点问题和趋势。