一種遙控式可存儲的圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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圖像采集技術(shù)隨著科技的不斷進(jìn)步在全球的應(yīng)用已越來越廣泛，如軍用工業(yè)、醫(yī)療、電子等各領(lǐng)域。在國內(nèi)，各行各業(yè)對采用圖像采集技術(shù)的工業(yè)自動化、智能化需求也廣泛出現(xiàn)，逐步開始了工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用，比如，制藥行業(yè)的藥品檢測分裝、印刷業(yè)的印刷色彩檢測、PCB板的表面質(zhì)量檢測、LCD屏的質(zhì)量檢測等。所以，以圖像采集功能為核心，開發(fā)一款適合工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用且功能齊全、操作方便的圖像采集系統(tǒng)會給用戶帶來很大的實(shí)惠。
目前圖像采集方面已有很多且很完善的方案，本文設(shè)計(jì)選擇了利用FPGA進(jìn)行圖像采集的方案，設(shè)計(jì)了一套圖像采集系統(tǒng)。與普通應(yīng)用于工業(yè)方面的圖像采集系統(tǒng)不同，本系統(tǒng)添加了存儲功能，并對傳統(tǒng)的控制操作的方式進(jìn)行了改進(jìn)。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如下：圖像通過VGA接口用顯示器顯示，顯示速率可達(dá)25 f／s；系統(tǒng)可以將在顯示器上看到的當(dāng)前圖像以位圖的格式存儲到優(yōu)盤或其他USB設(shè)備中，并可以對存儲的圖像進(jìn)行回顯；用遙控器代替了按鍵的控制方式，可以在幾米范圍內(nèi)用遙控器調(diào)節(jié)曝光、增益、十字線、存圖和讀圖等所有功能，操作靈活方便。系統(tǒng)用美光公司的130萬像素MT9T001作為圖像傳感器；Altera公司的FPGA芯片EP2C8Q208來完成圖像采集和顯示功能的控制，在實(shí)時瀏覽圖像時，它從MT9T001中采集出Bayer陣列的黑白圖像數(shù)據(jù)，然后將采集的數(shù)據(jù)用插值算法轉(zhuǎn)換成24位RGB數(shù)據(jù)，由于采集圖像的速度為40 MHz，而VGA顯示的速度只有25 MHz，所以FPGA將轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)放到SDRAM中緩存一下再送給驅(qū)動VGA顯示的ADV7125芯片；ADV7125為ADI公司的高速數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，將數(shù)字真彩色圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以用VGA接口傳輸?shù)哪M視頻信號；用Atmel公司的ATmega 8L芯片來完成遙控器的解碼、讀寫USB設(shè)備的控制以及位圖格式的創(chuàng)建等；用集成了文件系統(tǒng)的FTDI的VNC1L-1A芯片作為與USB設(shè)備通信的接口芯片，單片機(jī)加一片接口芯片完成USB的Host功能，省去了對文件系統(tǒng)的處理，節(jié)約了軟件的開發(fā)時間。將這款帶存儲功能和遙控控制方式的圖像采集系統(tǒng)應(yīng)用到了工業(yè)領(lǐng)域，做成產(chǎn)品，作為工業(yè)眾多工業(yè)相機(jī)中的一種。圖1是其總體設(shè)計(jì)框圖。
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