高速Cameralink图像数据光纤传输系统设计
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２ １ 年第 Ｏ ０１ １期
中图分类号 ： Ｎ ２ ．１ Ｔ ９９ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ９— ５２ ２ １ ）０一ＯＯ ｏ １０ ２ ５ （ ０ １ １ Ｏ９一 ４
高速 Ｃ ｍ ｒ ｉｋ图像 数 据 光 纤传 输 系统 设计 ａｅｌ ａｎ来自百度文库
何 家维 ，何 昕 ，魏仲 慧
关键词 ：Ｃｍ ｒ ｉ 接 口；光纤 ；光线传输 ａ ｅ ｌｋ ａｎ
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｉ ｅ ｒ ｎ ｍ ｉｓｏ ｙ ｔｍ ｏ ａ ｅ ａ ｉ ｋ ｓｇ ｆｆｂ ｒ ｔａ ｓ ｓｉ ｎ ｓ ｓｅ ｆ ｒ ｃ ｍ ｒ ｌｎ
ｉ ｔ ｒａ ｅ ｓａ ｄ ｒ ｎｅ ｆｃ ｔｎ ａ ｄ
０ 引 言
随着光电技术的发展 ，Ｃ Ｃ Ｄ和 Ｃ Ｏ Ｍ Ｓ工业数字 相机已经应用在生产生活的各个领域。在实际应用 中， 数字相机拍摄的数字图像需要传输到 图像处理 计算机或显示终端 ， 数字图像信号的数据量很大 ， 传 输速率也很快。以常见的 １２ １２ ０４× ０４大小 的 １ 位 ６ 图像为例 ， 当拍摄帧频为 ５ Ｏ帧／ 秒时， 需要实时传输 的数据量为 ８０ ｂｓ ０ Ｍ ／ 。这样的数据量给数字 图像 的 传输提出了较高要求。
ｅ ｌ ｋ 口光纤传输 系统 的研究 还较少。本文对 ｒｉ 接 ａｎ Ｃ ｅ ｉ 图像数 据光纤传 输系统 进行 了深入研 ｍ ａ ｋ ａ ｒｎ ｌ
究， 并已应用于实际工程 中， 取得了 良好的效果 ， 解
ＨＥ Ｊａｗｅｌ ， ＨＥ Ｘｉ ｉ． ｉ， ｎ ，Ｗ Ｅ ｈ ｎ ．ｕ ＩＺ ｏ ｇ ｈ ｉ
（ ． ｈ ｎ ｅａ ｓ ｔｔ ｆ ｐｉ ， ｉｅＭｅｈ ｎｃ ｎ ｈ ｓ ｓ Ｃ ｉｅｅＡｃｄｍｙｏ ｃｅｃｓ Ｃ ａ ｇｈ ｎ １ Ｃ ａ ｇｈ Ｉ ｔ ｕｅｏ ｔ ｓ Ｆｎ ｃ ａｉｓａ ｄＰ ｙｉ ， ｈｎ ｓ ａ ｅ ｆＳｉ ｅ ， ｈ ｎ ｃ ｕ ｎ ｎｉ Ｏ ｃ ｃ ｎ
（ ． 中国科学院长春光学 精密机械 与物理研究所 ， １ 长春 １０３ ； ３ ０ ３
２ ．中国科 学院研究 生院 ， 北京 １ ０９ ０ ３） ０
摘
要 ：Ｃｍ ｒ ｉ 接 １ 目前工业数字相机的主要图像输 出接 口。但 受传输距 离限制 ，在远程 ａ ｅ ｌｋ ２ ａｎ 是
视频 网络 中，图像数据一般 以光信号传输。针对 Ｃ ｍ ｒ ｉ ａ ｅ ｌｋ接 口相机在光纤网络中应用的这一具 ａｎ 体 问题 ，对 Ｃ ｍ ｒｉ 接 口光纤传输 系统进行 了 究。设计的传输 系统可兼容多种像素时钟的相 ａ ｅ ｌｋ ａｎ 研 机 ，最高传输带宽达到 １９ Ｇ ／ ，可满足 １２ ２ 相机 １０帧／ ．２ ｂｓ ０４ｘ ０４ １ ０ 秒拍摄频率下的数据量要求。
Ｕ ｅ ｂ ｒ Ｃａ ｅ ａｉ ｋ ｉｔ ｒ ｃ ｐ ｉ ａ ｆ ｅ ａ ｓ ｓｉｎ ｓ ｓｅ ｗａ ｔ ｄｅ ｏ ａ ｅａ ａ ｐ ｉａｉｎ ｉ Ｓ Ｓ ｆ ｅ ． ｍ ｒ ｌ ｎ ｅ ａ ｅ ｏ ｔ ｌｉ ｒ ｔ ｍｉ ｏ ｙ ｔｍ ｓ ｓ ｉｄ ｆ ｒｃ ｉ ｎ ｆ ｃ ｂ ｒ ｎ ｓ ｕ ｍ ｒ ｐ ｌ ｔ ｎ ｃ ｏ ｈ ａ ｅ ． ｈ ｓ ｓｅ ｔｅ ｐ ｐ ｒ Ｔ ｅ ｙ ｔｍ ｄ ｓ ｎ ｓ ｏ ａｉ ｌ ｗ ｔ ａ ｖ ｒ ｔ ｏ ａ ｅ ａ ｐ ｘ ｌ ｌ ｃ ．Ｔ ｅ ｅ ｉ ｉ ｇ ｃ ｍｐ ｔ ｅ ｉ ｂ ｈ ａｉ ｙ ｆ ｃ ｅ ｍ ｒ ｉｅ ｃｏ ｋ ｈ ｍａ ｉ ｍ ｘ ｍｕ ｒｎ ｍｉｓｏ ａ ｗ ｄ ｉ ． ２ ｂ ｓ ｏ ｍｅ ｔｔ ａａ ｒ ｃ ｒ ｉ ｇ ｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｑ ｉ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｂ ｄ ｉ ｔ ｓ １ ９ Ｇ ／ ．ｔ ｅ ｅ ｄ ｔ ｅ ｏ ｄ ｎ ￣ ｑ ｅ ｅ ｅ ｕｒ ｍｅ ｔ ｆｔ ｅ １ ２ × ｎ ｈ ｈ ｅ ｎｓｏ ０ ４ ｈ １ ２ ａ ｅａ ａ ｄ １ ０ ｆ ｍｅ ／ ． Ｏ ４ｃ ｍ ｒ ｎ ０ ｒ ａ ｓｓ Ｋｅ ｒ ｓ Ｃ ｅ ａｉ ｋ ｉ ｅ ；ｆ ｅ ａ ｓ ｓ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｒ ｌ ；ｆ ｒ ｉ ｒ ｔ ｎ ｍｉｓｏ ｍ ｎ ｂ ｂ ｒ
１０ ３ ， ｈｎ ； ． ａ ｕ ｔ ｃ ｏ ｌ ｆｈ ｈｎ ｓ ａｄｍｙｏ ｃ ｎ ｅ ， ｅ ｉｇ１０ ３ ， ｈｎ ） ３０ ３ Ｃ ｉａ ２ Ｇｒｄ ａｅＳｈ ｏ ｅＣ ｉｅｅＡｃ ｅ ｆ ｉ ｃｓ Ｂ Ｕｎ ０ ０ ９ Ｃ ｉａ ｏｔ Ｓｅ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｃ ｍｅａｉｋ ｉｔｒ ｃ ｓｃ ｒｅ ｔ ｈ ｉ ｎ ｕ ｔａ ｉ ｔｌｃ ｍｅａ ｉ ｇ ｕｐ ｔｉｔｒ ｃ ． ｓｒ ｃ ： ａ ｒ ｎ ｎｅ ａ ｅ ｉ ｕ ｒｎｌ ｔｅ ｍａｎ ｉｄ ｓ ｉｌｄｇ ａ ａ ｒ ｍａ ｅｏ ｔｕ ｎｅｆ ｅ ｌ ｆ ｙ ｒ ｉ ａ
Ｃ ｅａｎ ｍ ｌ ａ ｒ ｉｋ接 口是 目前 工 业数 字 相机 的主要 图
兴通信技术 ， 适于远距离传输 ， 采用光介质传输数据
已经是当前通信技 术发展的潮 流， 虽然 目前 Ｒ ｓ一 ２２ Ｒ ３ 、 Ｓ一４２ 百 兆 网 甚 至千 兆 网 的接 口光 纤 收 发 ２、 器均已商业化 ， 由于 Ｃｍ ｒ ｉ 接 口出现相对较 但 ａｅ ｎ ｌ ａ ｋ 晚， 并且 专 门针 对工 业 相 机 ， 以 目前 国 内对 Ｃ — 所 ｍ ａ
Ｂ ｔ ｕ ｊｃ ｔ ｄｓ ｎ ｅｒｓｉｔ ｎ ｎ ｔｅｒｍｏ ｉｅ ｅ ｏｋ ｈ ｍ ｇ ａ ａ ｓ ｓ ｏ ｅｅａ ｙ ｕ ｂｅｔ ｏ ｉａ ｃ ｅｔｃｉ ｓｉ ｅ ｔ ｖｄｏｎ ｔ ｒ ，ｔｅｉ ａｅｄ ｔ ｔ ｎｍｉ ｉ ｇｎ ｒ ｌ ｓ ｔ ｒ ｏ ｈ ｅ ｗ ａｒ ｓｎ ｌ
中图分类号 ： Ｎ ２ ．１ Ｔ ９９ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ９— ５２ ２ １ ）０一ＯＯ ｏ １０ ２ ５ （ ０ １ １ Ｏ９一 ４
高速 Ｃ ｍ ｒ ｉｋ图像 数 据 光 纤传 输 系统 设计 ａｅｌ ａｎ来自百度文库
何 家维 ，何 昕 ，魏仲 慧
关键词 ：Ｃｍ ｒ ｉ 接 口；光纤 ；光线传输 ａ ｅ ｌｋ ａｎ
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｉ ｅ ｒ ｎ ｍ ｉｓｏ ｙ ｔｍ ｏ ａ ｅ ａ ｉ ｋ ｓｇ ｆｆｂ ｒ ｔａ ｓ ｓｉ ｎ ｓ ｓｅ ｆ ｒ ｃ ｍ ｒ ｌｎ
ｉ ｔ ｒａ ｅ ｓａ ｄ ｒ ｎｅ ｆｃ ｔｎ ａ ｄ
０ 引 言
随着光电技术的发展 ，Ｃ Ｃ Ｄ和 Ｃ Ｏ Ｍ Ｓ工业数字 相机已经应用在生产生活的各个领域。在实际应用 中， 数字相机拍摄的数字图像需要传输到 图像处理 计算机或显示终端 ， 数字图像信号的数据量很大 ， 传 输速率也很快。以常见的 １２ １２ ０４× ０４大小 的 １ 位 ６ 图像为例 ， 当拍摄帧频为 ５ Ｏ帧／ 秒时， 需要实时传输 的数据量为 ８０ ｂｓ ０ Ｍ ／ 。这样的数据量给数字 图像 的 传输提出了较高要求。
ｅ ｌ ｋ 口光纤传输 系统 的研究 还较少。本文对 ｒｉ 接 ａｎ Ｃ ｅ ｉ 图像数 据光纤传 输系统 进行 了深入研 ｍ ａ ｋ ａ ｒｎ ｌ
究， 并已应用于实际工程 中， 取得了 良好的效果 ， 解
ＨＥ Ｊａｗｅｌ ， ＨＥ Ｘｉ ｉ． ｉ， ｎ ，Ｗ Ｅ ｈ ｎ ．ｕ ＩＺ ｏ ｇ ｈ ｉ
（ ． ｈ ｎ ｅａ ｓ ｔｔ ｆ ｐｉ ， ｉｅＭｅｈ ｎｃ ｎ ｈ ｓ ｓ Ｃ ｉｅｅＡｃｄｍｙｏ ｃｅｃｓ Ｃ ａ ｇｈ ｎ １ Ｃ ａ ｇｈ Ｉ ｔ ｕｅｏ ｔ ｓ Ｆｎ ｃ ａｉｓａ ｄＰ ｙｉ ， ｈｎ ｓ ａ ｅ ｆＳｉ ｅ ， ｈ ｎ ｃ ｕ ｎ ｎｉ Ｏ ｃ ｃ ｎ
（ ． 中国科学院长春光学 精密机械 与物理研究所 ， １ 长春 １０３ ； ３ ０ ３
２ ．中国科 学院研究 生院 ， 北京 １ ０９ ０ ３） ０
摘
要 ：Ｃｍ ｒ ｉ 接 １ 目前工业数字相机的主要图像输 出接 口。但 受传输距 离限制 ，在远程 ａ ｅ ｌｋ ２ ａｎ 是
视频 网络 中，图像数据一般 以光信号传输。针对 Ｃ ｍ ｒ ｉ ａ ｅ ｌｋ接 口相机在光纤网络中应用的这一具 ａｎ 体 问题 ，对 Ｃ ｍ ｒｉ 接 口光纤传输 系统进行 了 究。设计的传输 系统可兼容多种像素时钟的相 ａ ｅ ｌｋ ａｎ 研 机 ，最高传输带宽达到 １９ Ｇ ／ ，可满足 １２ ２ 相机 １０帧／ ．２ ｂｓ ０４ｘ ０４ １ ０ 秒拍摄频率下的数据量要求。
Ｕ ｅ ｂ ｒ Ｃａ ｅ ａｉ ｋ ｉｔ ｒ ｃ ｐ ｉ ａ ｆ ｅ ａ ｓ ｓｉｎ ｓ ｓｅ ｗａ ｔ ｄｅ ｏ ａ ｅａ ａ ｐ ｉａｉｎ ｉ Ｓ Ｓ ｆ ｅ ． ｍ ｒ ｌ ｎ ｅ ａ ｅ ｏ ｔ ｌｉ ｒ ｔ ｍｉ ｏ ｙ ｔｍ ｓ ｓ ｉｄ ｆ ｒｃ ｉ ｎ ｆ ｃ ｂ ｒ ｎ ｓ ｕ ｍ ｒ ｐ ｌ ｔ ｎ ｃ ｏ ｈ ａ ｅ ． ｈ ｓ ｓｅ ｔｅ ｐ ｐ ｒ Ｔ ｅ ｙ ｔｍ ｄ ｓ ｎ ｓ ｏ ａｉ ｌ ｗ ｔ ａ ｖ ｒ ｔ ｏ ａ ｅ ａ ｐ ｘ ｌ ｌ ｃ ．Ｔ ｅ ｅ ｉ ｉ ｇ ｃ ｍｐ ｔ ｅ ｉ ｂ ｈ ａｉ ｙ ｆ ｃ ｅ ｍ ｒ ｉｅ ｃｏ ｋ ｈ ｍａ ｉ ｍ ｘ ｍｕ ｒｎ ｍｉｓｏ ａ ｗ ｄ ｉ ． ２ ｂ ｓ ｏ ｍｅ ｔｔ ａａ ｒ ｃ ｒ ｉ ｇ ｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｑ ｉ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｂ ｄ ｉ ｔ ｓ １ ９ Ｇ ／ ．ｔ ｅ ｅ ｄ ｔ ｅ ｏ ｄ ｎ ￣ ｑ ｅ ｅ ｅ ｕｒ ｍｅ ｔ ｆｔ ｅ １ ２ × ｎ ｈ ｈ ｅ ｎｓｏ ０ ４ ｈ １ ２ ａ ｅａ ａ ｄ １ ０ ｆ ｍｅ ／ ． Ｏ ４ｃ ｍ ｒ ｎ ０ ｒ ａ ｓｓ Ｋｅ ｒ ｓ Ｃ ｅ ａｉ ｋ ｉ ｅ ；ｆ ｅ ａ ｓ ｓ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｒ ｌ ；ｆ ｒ ｉ ｒ ｔ ｎ ｍｉｓｏ ｍ ｎ ｂ ｂ ｒ
１０ ３ ， ｈｎ ； ． ａ ｕ ｔ ｃ ｏ ｌ ｆｈ ｈｎ ｓ ａｄｍｙｏ ｃ ｎ ｅ ， ｅ ｉｇ１０ ３ ， ｈｎ ） ３０ ３ Ｃ ｉａ ２ Ｇｒｄ ａｅＳｈ ｏ ｅＣ ｉｅｅＡｃ ｅ ｆ ｉ ｃｓ Ｂ Ｕｎ ０ ０ ９ Ｃ ｉａ ｏｔ Ｓｅ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｃ ｍｅａｉｋ ｉｔｒ ｃ ｓｃ ｒｅ ｔ ｈ ｉ ｎ ｕ ｔａ ｉ ｔｌｃ ｍｅａ ｉ ｇ ｕｐ ｔｉｔｒ ｃ ． ｓｒ ｃ ： ａ ｒ ｎ ｎｅ ａ ｅ ｉ ｕ ｒｎｌ ｔｅ ｍａｎ ｉｄ ｓ ｉｌｄｇ ａ ａ ｒ ｍａ ｅｏ ｔｕ ｎｅｆ ｅ ｌ ｆ ｙ ｒ ｉ ａ
Ｃ ｅａｎ ｍ ｌ ａ ｒ ｉｋ接 口是 目前 工 业数 字 相机 的主要 图
兴通信技术 ， 适于远距离传输 ， 采用光介质传输数据
已经是当前通信技 术发展的潮 流， 虽然 目前 Ｒ ｓ一 ２２ Ｒ ３ 、 Ｓ一４２ 百 兆 网 甚 至千 兆 网 的接 口光 纤 收 发 ２、 器均已商业化 ， 由于 Ｃｍ ｒ ｉ 接 口出现相对较 但 ａｅ ｎ ｌ ａ ｋ 晚， 并且 专 门针 对工 业 相 机 ， 以 目前 国 内对 Ｃ — 所 ｍ ａ
Ｂ ｔ ｕ ｊｃ ｔ ｄｓ ｎ ｅｒｓｉｔ ｎ ｎ ｔｅｒｍｏ ｉｅ ｅ ｏｋ ｈ ｍ ｇ ａ ａ ｓ ｓ ｏ ｅｅａ ｙ ｕ ｂｅｔ ｏ ｉａ ｃ ｅｔｃｉ ｓｉ ｅ ｔ ｖｄｏｎ ｔ ｒ ，ｔｅｉ ａｅｄ ｔ ｔ ｎｍｉ ｉ ｇｎ ｒ ｌ ｓ ｔ ｒ ｏ ｈ ｅ ｗ ａｒ ｓｎ ｌ