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文檔簡(jiǎn)介
1、視頻圖像采集與處理技術(shù)在軍事和民用等領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在許多場(chǎng)景中,物體運(yùn)動(dòng)速度快,傳統(tǒng)相機(jī)無(wú)法獲取準(zhǔn)確的細(xì)節(jié)信息;相比之下,高幀率相機(jī)能在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的細(xì)節(jié)信息,是解決此類問(wèn)題一種有效方案。本文采用KAI_0340作為高速CCD圖像傳感器芯片,設(shè)計(jì)了一套高幀率視頻采集與處理系統(tǒng),以實(shí)時(shí)輸出高幀率自動(dòng)白平衡彩色視頻流。其中,CCD驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì),高效Bayer插值,以及高效自動(dòng)白平衡處理,是系統(tǒng)研制中面臨的三大難點(diǎn)問(wèn)題,也是本文的主
2、要貢獻(xiàn)。
本文首先對(duì)高幀率視頻采集與處理系統(tǒng)進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)包含光學(xué)成像、CCD驅(qū)動(dòng)、視頻輸出與轉(zhuǎn)化、視頻流實(shí)時(shí)預(yù)處理,以及電源供電五大模塊;其中,CCD驅(qū)動(dòng)模塊是實(shí)現(xiàn)高幀率視頻采集控制的關(guān)鍵和難點(diǎn)。本文重點(diǎn)對(duì)KAI_0340的控制邏輯及驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上為其設(shè)計(jì)了邏輯控制時(shí)序以及驅(qū)動(dòng)電路。硬件測(cè)試表明,所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)達(dá)到要求;KAI_0340可輸出分辨率為640*480幀率為200fps,或者分辨率為228
3、*164幀率為1400fps的模擬視頻信號(hào)。
本系統(tǒng)CCD所采集到的高幀率圖像非全彩色圖像,而是Bayer格式的彩色圖像,即每個(gè)像素點(diǎn)只包含RGB三原色中的一個(gè)色彩分量。針對(duì)這一問(wèn)題,系統(tǒng)需要在圖像預(yù)處理模塊中進(jìn)行實(shí)時(shí)Bayer插值恢復(fù)出全彩色圖像。本文利用Matlab仿真了典型的Bayer插值算法,在對(duì)這些算法性能分析評(píng)估的基礎(chǔ)上,提出了一種綜合了一階微分梯度插值算法與雙線性插值算法優(yōu)點(diǎn)的改進(jìn)插值算法。該算法提高了色彩恢復(fù)的
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