基于CMOS傳感器的高速圖像采集系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、高速圖像采集系統(tǒng)可以采集到人眼無法分辨的高速運(yùn)動物體的運(yùn)動狀態(tài)，可以捕捉到高速運(yùn)動物體的瞬間姿態(tài)，并將圖像信息存儲起來，這些圖像數(shù)據(jù)或視頻信息是后續(xù)分析研究高速運(yùn)動物體運(yùn)動規(guī)律的重要資源。國外發(fā)達(dá)國家高速圖像采集系統(tǒng)的研究已趨于成熟，并且高速圖像采集的幀頻已經(jīng)達(dá)到很高的速率，但國內(nèi)的這方面的研究相對滯后，因此，研究一款高速圖像采集系統(tǒng)具有重要意義。
　　本文根據(jù)課題技術(shù)指標(biāo)，研究了高速圖像采集系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)?；驹硎歉咚賵D像傳感

2、器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，主控器件用來初始化高速圖像傳感器，對圖像傳感器采集圖像進(jìn)行預(yù)處理，主要是濾除圖像噪聲，并控制將采集的圖像數(shù)據(jù)緩存到SDRAM里，并實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時VGA顯示，最終將采集的圖像數(shù)據(jù)存儲到SD卡。系統(tǒng)主要包括前端圖像采集部分、圖像預(yù)處理部分、圖像存儲部分和圖像顯示部分。
　　采用安森美半導(dǎo)體公司的高速圖像傳感器LUPA300作為圖像采集器件，核心控制器件選擇Altera CycloneⅣ系列FPGA EP4CE1

3、5F17C8N。整個系統(tǒng)分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，硬件設(shè)計包括前端成像板設(shè)計、FPGA控制模塊設(shè)計、存儲模塊設(shè)計和顯示模塊設(shè)計。軟件設(shè)計采用Verilog硬件描述語言在QuartusⅡ環(huán)境下分模塊設(shè)計，主要包括LUPA300型傳感器初始化模塊、圖像預(yù)處理模塊、圖像存儲模塊和VGA顯示模塊。
　　最后，搭建實(shí)驗(yàn)平臺對設(shè)計的高速圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，前端傳感器的工作頻率為80MHZ，采集深度為10位，在全分辨率640*480的分辨率下，