基于CCD图像传感器的高速图像采集与传输系统的研究

摘要

21世纪是信息化时代，数字化信息革命正在影响人类的生活，图像获取、传输和处理在数字化信息革命中起着及其重要的作用。CCD图像传感器作为获取图像的一种方式，具有高分辨率、高灵敏度、宽动态和光谱响应范围、体积小、重量轻等优点，图像成像质量高，具有极大的市场应用潜力。国外高性能CCD图像采集和传输系统研究较为成熟，国内自主研究相对薄弱。因此研究高性能的CCD图像采集与传输系统，掌握自主产权，具有重大的意义。
　　本文首先研究了面阵CCD图像传感器的工作原理和帧读出模式下CCD驱动时序的特征，分析了图像采集和处理系统设计中的关键问题。然后设计了以SONY面阵CCD传感器ICX282为基础的高速图像采集和传输系统。系统采用模块化设计，分为图像采集模块和图像传输模块。采用CCD信号处理器设计CCD图线采集模块，通过Visual DSP++编程配置CCD信号处理器使之产生符合要求的CCD驱动信号，实现了CCD图像传感器的可靠工作。采用Cypress的EZ-USB系列芯片Cy68013A设计图像传输模块。在Keil C软件平台下开发了EZ-USB设备的固件程序。根据EZ-USB的通用驱动程序设计了系统的驱动程序。在Visual C++6.0平台下开发了上位机程序。本系统采用CCD信号处理器，电路简单可靠，并可以支持多种面阵CCD图像传感器，具有很大的灵活性。USB2.0理论传输数据速率高达480Mbit/s,可以有效的实现CCD图像的高速传输。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2主要研究内容

1.3论文的基本结构

第二章 基于CCD图像传感器的高速图像采集与传输系统总体设计

2.1本文系统总体设计方案:

2.2系统的工作原理

2.3系统关键问题研究及其解决途径

2.4系统的硬件选型及开发环境

2.5 本章总结

第三章 CCD传感器图像采集部分的设计与实现

3.1 CCD图像传感器图像采集模块的需求分析

3.2 CCD图像传感器的图像采集部分的原理分析

3.3 CCD图像传感器图像采集部分的硬件设计

3.4 CCD图像传感器图像采集部分的软件设计

3.5 本章总结

第四章CDD图像传输部分设计与实现

4.1 USB2.0高速数据传输

4.2 CCD图像传输部分的需求分析及方案设计

4.3 USB设备的开发流程

4.4基于SLAVE FIFO模式数据传输模式的CCD图像传输部分的硬件实现

4.5基于SLAVE FIFO模式数据传输模式的CCD图像传输部分的软件实现

4.5本章总结

第五章 系统的测试与结果分析

5.1 SPI读写功能测试

5.2 CCD传感器的驱动脉冲信号和输出像素信号的测试及结果分析

5.3 数据传输的测试与结果分析

5.4 本章总结

第六章 总结

6.1工作总结

6.2工作展望

致谢

参考文献