基于USB接口的數(shù)字圖像采集及預(yù)處理的研究.pdf

1、隨著微電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，高清高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）的圖像傳感器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，圖像傳感器采集到的圖像數(shù)據(jù)量也不斷增大。為了將數(shù)據(jù)量龐大的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，并解決圖像采集系統(tǒng)中存在的非均勻性光響應(yīng)等問(wèn)題，需要對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)圖像處理。對(duì)高清高動(dòng)態(tài)范圍的視頻圖像采集系統(tǒng)的接口電路及基于FPGA的數(shù)字圖像預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行研究，具有重要實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　在分析寬動(dòng)態(tài)視頻采集系統(tǒng)基本原理的基礎(chǔ)上，搭建了由圖像傳感器芯片及FPGA和USB

2、控制芯片CY7C67300構(gòu)成的圖像采集系統(tǒng)。首先對(duì)圖像傳感器芯片的信號(hào)時(shí)序進(jìn)行了深入分析，按照時(shí)序設(shè)計(jì)了控制模塊，將圖像傳感器采集的HDR原始圖像數(shù)據(jù)通過(guò)HISPI接口將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為并行數(shù)據(jù)輸出；為了消除HDR圖像在采集過(guò)程中由于圖像傳感器非均勻性產(chǎn)生的噪聲，使用一個(gè)積分球?qū)D像傳感器在不同光照條件下采集的校準(zhǔn)圖像進(jìn)行處理，得到校正矩陣，利用校正矩陣將轉(zhuǎn)化后的并行圖像數(shù)據(jù)在FPGA中進(jìn)行了非均勻性校正的去噪處理；在此基礎(chǔ)上，完成了對(duì)

3、USB控制芯片CY7C67300的HPI端口時(shí)序控制模塊的設(shè)計(jì)以及端口寄存器的配置，同時(shí)完成對(duì)USB芯片固件程序的設(shè)計(jì)和固件配置，使得校正后的圖像數(shù)據(jù)可以通過(guò)USB接口傳輸至PC機(jī)；
　　對(duì)實(shí)現(xiàn)的寬動(dòng)態(tài)圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)時(shí)圖像采集及預(yù)處理測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，數(shù)據(jù)接口控制時(shí)序正確，在FGPA上經(jīng)過(guò)非均勻性校正的HDR圖像數(shù)據(jù)可以通過(guò)USB接口傳輸?shù)絇C機(jī)，傳輸速率大約為12MB/s左右。從PC上接收到經(jīng)過(guò)非均勻性校正后的HDR圖像