图像传感器图像采集系统的研究与设计

6.学位论文杨会伟高帧频CMOS相机图像采集系统研究2009
高帧频图像采集是研究高速瞬态现象发生机理和运动规律的一种直观地测试技术和手段。以某型号炸点坐标测量经纬仪为应用背景,设计了一种高帧频图像采集系统。
论文介绍了高帧频CMOS图像采集系统的发展现状,根据功能需求把整个采集系统设计划分为成像器设计、图像采集卡设计和软件设计三个部分。
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3.学位论文张书迁高性能CMOS图像传感器控制系统及关键技术研究2007
随着技术的不断更新,CMOS图像传感器在噪声消除、暗电流消减以及光敏性增强等方面都有了长足的进步,它代表了图像采集领域中最先进的成像技术,具有极其广泛的应用前景。实现CMOS图像传感器内核、控制系统和图像信号处理器的单片集成,以获得更小的芯片面积、更高的稳定性和更低的功耗,是CMOS图像传感器发展的一个重要方向。本文以CMOS图像传感器为基础,主要对稳定、高效的控制系统和完善的图像信号处理功能进行研究、设计和验证,为进一步开展单片传感系统的研究提供了良好的基础。具体研究成果有:
5.期刊论文江川贵.廖启征.魏世民.JIANG Chuan-gui.LIAO Qi-zhen.WEI Shi-Min基于CMOS图像传感器的USB接口图
像采集系统设计-仪表技术2005(3)
介绍以CPLD控制为核心的CMOS图像采集系统,系统选用彩色图像传感器OV7620,并通过USB接口以类似DMA方式进行快速的图像传输.最后给出了单片机固件程序和设备驱动程序的实现方法.
基于ARM的CMOS数字图像传感器图像采集系统的研究与设计
作者:张磊
学位授予单位:Leabharlann 尔滨工程大学1.学位论文李华嵌入式视觉传感器的研究2003
该文研制出一种具有图像采集、传输和处理等功能的嵌入式视觉传感器.因此,嵌入式视觉传感器可以实现系统机上所能完成的部分图像处理功能如彩色图像的合成、滤波等,同时它具有体积小、功耗低、成本低等特点.该文通过对CMOS图像传感器和CCD图像传感器工作原理的分析和比较,选择了CMOS图像传感器作为摄像器件.设计了由摄像模块、图像缓存模块和图像处理模块三部分组成的嵌入式视觉传感器硬件系统,并分别对它们进行了分析以及相关接口技术的研究,实现了CMOS图像传感器与嵌入式单片机系统之间的图像传输功能.该文在嵌入式视觉传感器的实验系统平台上设计了图像采集的软件系统,并用C语言实现了彩色图像的合成、图像的滤波处理和压缩编码等功能.实验结果表明,该文研制的嵌入式视觉传感器达到比较满意的效果.
图像采集卡设计主要包括Camera Link接口、FPGA控制、PCI总线接口三个功能模块。Camera Link接口主要负责接收成像器传送的高速图像数据,并将其传输到FPGA内部;FPGA控制模块主要负责完成对高速图像数据的缓存处理,并为整个图像采集卡提供控制命令,协调各个功能模块问的工作;PCI总线接口采用专用的接口芯片PCI9054,通过DMA操作实现了图像数据的高速传输。
成像器设计围绕Cypress公司CMOS图像传感器LUPA-300,设计了该图像传感器的外围电路;基于FPGA设计了CMOS传感器的时序驱动,实现了CMOS图像传感器的数字图像输出;根据CMOS传感器内部寄存器各个参数性能指标,通过FPGA与上位机串行通信完成CMOS相机自动化参数设置,实现了CMOS图像传感器工作状态的可变配置。
1.实现了专用化设计的I2C总线和SDRAM控制器以及同步化设计的USB控制器,保证了系统的稳定运行并提供了高效的数据传输能力。
2.对通用SRAM控制器的接口采用同步化设计并增加了可编程能力,降低了设计开发难度,缩短了系统开发周期。
3.提出一种片上低功耗实时运动检测算法,通过图像的等间隔采样和两位比较,将运算量降低到了传统算法的2.5%。同时,算法实现了检测位和阈值的自适应调节以及检测精度的可编程化。实验结果表明,该算法检测精度高,对光线适应能力强,并具有低功耗、抗噪声的特性。
2.期刊论文王洁.彭刚.周紫光基于CMOS图像传感器OV5017的图像采集系统设计-微计算机信息(测控仪表自动化)
2004(4)
阐述了数字CMOS图像传感器OV5017的性能,介绍了在Windows9X操作系统下,采用Delphi嵌汇编语言,通过PC机的EPP并口读入OV5017输出的视频图像数据的方法,并给出了关键点的程序实现方法.实践表明,这是一种十分有效的图像采集方式.
4.采用基于3×3邻域的拉普拉斯锐化滤波算法完成图像的边缘锐化。通过优化内部运算单元时序,使输出图像序列仅仅延迟一行的数据输入时间,提高了系统性能。实验结果表明,该算法能够实时处理并获得边缘清晰的视频图像。
4.期刊论文杨莉珺.刘铁根.朱均超.刘立基于CMOS图像传感器的嵌入式图像采集与格式转化-电子产品世界2008(6) 开发了一种基于CMOS图像传感器的嵌入式图像采集系统.该系统实现了图像有效采集传输的功能,将采集到的Bayer格式数据转化为RGB格式,采用嵌入式系统有利集成化、小型化设计.
9.会议论文金仁成.刘瑞瑞.王宏斌一种CMOS图像传感器数据采集接口设计2007
采用新型低功耗的CMOS图像传感器OV7640数字图像传感器模块,以MSP430F149超低功耗混合信号微处理器结合EPM3128CPLD为控制器设计实现了一种高速、低功耗的数字图像数据的采集接口。给出了CPLD实现图像传感器数据直接写入SRAM功能设计和单片机控制CPLD从SRAM中读取图像数据等功能的设计原理,并给出单片机通过SCCB总线控制OV7640程序和图像采集程序的流程图。
本课题旨在开发一种能够直接潜入脱墨浮选设备内的在线气泡图像传感设备,通过计算机数字图像处理技术实时地测量设备内气泡的大小,及时为脱墨浮选过程提供可靠盼参考数据。以便于实验室和实际生产中运用该装置研究气泡大小与浮选脱墨效率之间的关系。
配备微距镜头和采光光源的单芯片成像CMOS图像传感器,经防水密封后,能够潜入脱墨浮选设备内部直接拍摄到浮选过程中清晰的气泡图像。MATLAB是脱墨浮选过程中气泡图像采集和处理程序设计的平台。通过MATLAB图像采集工具箱函数对图像传感器的驱动及其应用软件进行控制,并将拍摄到的数字化气泡图像导入到计算机内存。读取计算机内存中的气泡图像数据后,对图像进行降噪、气泡边界增强、气泡边界分割、气泡识别、气泡截面积计算,以及批量气泡数据统计分析等一系列处理,为脱墨浮选过程提供气泡大小的数据。
随着多媒体技术应用的迅速发展,对计算机视频输入设备不同种类的需求越来越广泛.但目前高质量计算机视频输入设备大多选用成本较高的CCD器件,采用有损的压缩算法如JPEG、JPEG2000、MPEG1、MPEG4等,使成品设备图像采集质量达不到无损压缩的效果,而且还使成品成本高居不下.该文通过从降低视频图像采集器成本,改变图像压缩方法两个方面入手,探讨了图像压缩算法的改进方法,使用PNG格式取代JPEG的算法,实现了百分百无损压缩,提高图像采集的质量.实验证明,此方法是完全可行的.它实现了高质量图像的采集,并解决了在特殊行业要求图像无损传送;另一方面,再利用小波变换非标准多层分解与重构技术,对复杂程度高的照片图像进行压缩,实现在图像质量要求不高的情况下,提高图像数据传输速度,并采用低成本、高性能的基于CMOS图像传感器完成了对视频采集相应的电路设计.
7.期刊论文黄素贞.尹立新.苗洪庆黑白CMOS图像传感器OV9120的原理及应用-国外电子元器件2004(7)
本文阐述了CMOS图像传感器的一般特征,详细介绍了黑白CMOS图像传感器芯片OV9120的性能、特点及工作原理,给出了OV9120在图像采集处理中的具体应用实例.
8.学位论文林劲松视频图像采集与压缩传送的研究2004
针对图像采集卡设计了驱动程序和上层应用程序,实现了图像数据的采集与显示。最后运用两点校正和一点校正相结合的方法实现图像的非均匀性校正。
该高帧频图像采集系统具有10位数据位宽,在分辨率为640×480的情况下,图像成像单元可产生最高250帧/秒数字图像数据流,图像采集卡可达到
200帧/s的采集速率。实验表明该高速图像采集系统具有结构简单、性能稳定可靠、实时性强、灵活性好等优点。
10.学位论文徐永根脱墨浮选过程中气泡大小测量原理与系统的研究2007
废纸浆脱墨浮选过程中气泡的大小决定着废纸浆中单位体积空气表面积的大小,直接影响浮选过程气泡捕集废纸浆内油墨颗粒的能力。但浮选脱墨过程
中纤维之间相互交织废纸浆呈网络状,而且浆料的透光性很差,如何准确测量其中气泡的大小一直是研究脱墨过程中气泡大小与脱墨效率之间关系难以解决的问题。现有多种方法用于实验室中测量脱墨浮选过程中的气泡大小,但都存在着一定的不足之处。
在图像处理过程中,针对气泡图像的特点,通过降低图像背景灰度、频域中带通滤波、空域中区域直方图均衡化变换等手段提高气泡边界与背景之间的灰度对比,通过区域扩展的算法将气泡边界从图像中分割出来,利用区域边界与孔洞边界的包含关系和黑白图像开运算前后的区域数量一致性两种方法对分割出来的气泡的真伪进行判断识别,最后计算出气泡图像的截面积并对相关数据进行统计分析。