【硕士论文】基于CIS的成像及传输系统的研究

基于CIS的成像及传输系统的研究作者：林静学位授予单位：中国科学院西安光学精密机械研究所相似文献(10条)1.期刊论文朱均超.刘铁根.王双.ZHUJun-chao.LIUTie-gen.WANGShuang一种接触式图像传感器非均匀性实时校正方法-光电子·激光2007,18(9)提出了一种接触式图像传感器(CIS)非均匀性的校正方法,能够快速高效地对CIS图像的非均匀性进行校正,消除其不一致性,提高了图像质量.该方法采用改进的分区两点法进行校正,分为标定和校正2个过程.标定过程获取CIS中各个光敏单元的校正系数和灰度偏移量,校正过程利用标定值对CIS的输出进行校正和补偿,最终得到均匀的CIS图像.校正过程利用现场可编程门阵列(FPGA)实现,在图像传输的过程中同时进行,每次采集的校正延时不到0.5μs,具有极强的实时性.2.学位论文黎向阳基于LUPA4000的面阵CMOS图像传感器成像系统研究2008随着CMOS成像技术不断发展和完善，CMOS图像传感器具有低成本、简单的数字接口、高速率等特点而得到广泛应用，尤其是在遥感相机、星敏感器等空间探测领域。本文通过对Cypress公司生产的CMOS图像传感器进行研究，掌握以其为核心的驱动电路的开发方法，对我国今后相应的航天设备的设计工作有很大帮助。br　　本论文主要研究以下几个方面的内容：首先是CMOS图像传感器的发展历史、性能特点、工作原理，并对CMOS和CCD进行了比较；然后以Cypress公司的LUPA4000图像传感器为核心，阐述了Cypress公司生产的LUPA4000这款面阵的CMOS图像传感器的结构、原理和性能。以及分析其工作时序，用VHDL语言在CPLD上实现了传感器的时序设计。系统的硬件部分具体实现时，采用了前端图像传感器和后端控制的分离设计，PCB采用四层板的制板结构，利用低压差稳压器实现对CMOS图像传感器的稳定供电，使系统具有高集成度、稳定性和灵活性的特点。实验证明，该系统工作稳定，功耗低，采集到的图像效果较好。本文最后提出了该系统的不足之处和改进方法。本系统的设计对于其他同类系统具有一定的借鉴意义。3.期刊论文冯晓昱.吴云峰.叶玉堂.王海林.张传义基于FPGA与接触式图像传感器的宽幅扫描仪-中国科技信息2009,(2)本文介绍一种基于FPGA和接触式图像传感器(CIS)的宽幅扫描仪.利用3根CIS并排扫描的方式,大大加宽了图像扫描的宽度.采用高速A/D转换器将接触式图像传感器所输出的模拟电压转换为像素灰度的数字量.FPGA主要完成CIS图像传感嚣的时序驱动,A/D转换器的控制,以及利用内部的块状RAM对图像数据作存储及处理.利用CameraLink接口将经过FPGA处理后图像信号采用LVDS方式传输,增加了传输距离,提高了传输精度.4.学位论文顾晓基于大面阵CMOS图像传感器的成像系统研究2005随着CMOS图像传感器技术的发展，发达国家已经将CMOS图像传感器应用于遥感相机、星敏感器等空间探测领域。通过对民用级的CMOS图像传感器进行研究，掌握以其为核心的成像系统的开发方法，对我国今后相应的航天设备的设计工作有很大帮助。本文研究了CMOS图像传感器的发展历史、性能特点、工作原理，并对CMOS图像传感器和CCD进行了比较。在实验系统设计中，以FillFactory公司的IBIS5-A-1300图像传感器为成像核心，通过研究其特有的双快门模式——卷帘式快门和同步式快门，以及分析其工作时序，用VHDL语言在FPGA上实现了传感器的时序设计。系统的硬件部分具体实现时，采用了前端图像传感器和后端控制的分离设计，PCB采用四层板的制板结构，利用低压差稳压器实现对CMOS图像传感器的稳定供电，使系统具有高集成度、稳定性和灵活性的特点。实验证明，该系统工作稳定，功耗低，采集到的图像效果较好。本文最后提出了该系统的不足之处和改进方法。本系统的设计对于其他同类系统具有较高的借鉴意义。5.期刊论文魏博.肖文.王璠璟.丛琳.戎路.WEIBo.XIAOWen.WANGFan-jing.CONGLin.RONGLu基于FPGA的CMOS图像传感器的驱动开发-光学与光电技术2008,6(5)对比分析了COMS图像传感器IBIS5-A-1300的两种工作模式,使用Verilog语言对图像传感器的驱动时序进行硬件的描述,并用ModelSim对卷帘模式的设计时序进行仿真.采用了Altera公司的cycloneⅡ系列器件EP2C20F48418进行配置和验证,结果证明了时序电路的正确性.该系统适用于航天领域空间图像采集任务.6.期刊论文顾晓.高伟.马冬梅.林静.GUXiao.GAOWei.MADongmei.LINJing基于CMOS图像传感器IBIS5-A-1300的成像系统设计-科学技术与工程2005,5(14)介绍CMOS图像传感器IBIS5-A-1300的内部结构、主要特征和工作过程;对CameraLink接口的原理和优势做了简介;在此基础上结合Xilinx的FPGA芯片设计了一款成像系统,对系统的软硬件设计过程做了说明,并对其可行性做了简要分析.7.学位论文杨华基于FPGA的实时图像采集与处理系统研究2009随着数码技术的不断发展，数字图像处理的应用领域不断扩大，其实时处理技术成为研究的热点。VLSI技术的迅猛发展为数字图像实时处理技术提供了硬件基础。其中FPGA(现场可编程门阵列)的特点使其非常适用于进行一些基于像素级的图像处理。传统的图像显示系统必须连接到PC才能观察图像视频，存在着高速实时性、稳定性问题。本设计脱离高清晰工业相机必须与PC连接才可以观看到高清晰图像的束缚，实现系统的小型化。针对130万像素彩色1/2英寸镁光CMOS图像传感器，提出用硬件实现Bayer格式到RGB格式转换的设计方案，完成由黑白图像到高清彩色图像的转换，用SDRAM作缓存，输出标准VGA信号，可直接连接VGA显示器、投影仪等设备进行实时的视频图像观看，与模拟相机740X576分辨率(480线)图像相比，设计图像画质相当于1280X1024分辨率(750线)，最高帧率25fps，整个结构应用FPGA作为主控制器，用少量的缓存代替传统的大容量存储，加快了运算速率，减小了电路规模，满足图像实时处理的要求，使展现出来的视频图像得到质的飞跃。可以广泛应用于工业控制和远程监控等领域。论文研究的重点是采用altera公司EP2C芯片前端驱动CMOS图像传感器，实时采集Bayer图像象素，分析研究CFA图像插值算法，实现了基于FPGA的实时线性插值算法，能够对输入是每像素8bit、分辨率为1280×1204的Bayer模式图像数据进行实时重构，输出彩色RGB图像。由端口FIFO作为数据缓冲，存储一帧图像到高速SDRAM，构建VGA显示控制器，实现对输入是每像素24bit(RGB101010)、分辨率为640×480、帧频25HZ彩色图像进行实时显示。整个模块结构包括电源模块单元等、CMOS成像单元、FPGA数据处理单元、SDRAM控制单元、VGA显示接口单元。最后，对系统进行了调试。经实验验证，系统达到了实时性，能正确和可靠的工作。整个设计模块能够满足高帧率和高清晰的实时图像处理，占用系统资源很少，用较少的时间完成了图像数据的转换，提高了效率。8.期刊论文范铁道.田雁.曹剑中.陈庆辉.唐利孬.FANTie-dao.TIANYan.CAOJian-zhong.CHENQing-hui.TANGLi-nao基于FPGA的CMOS图像感器IA_G3驱动电路的研究-电子器件2009,32(2)在分析DALSA公司的IA_G3COMS面阵传感器驱动时序基础上,设计了SPI模式的寄存器配置电路,实现了CMOS图像传感器的成像功能.通过开窗口技术,方便地实现了感兴趣区域图像的读出.选用现场可编程门阵列(FPGA)作为载体,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述.采用QuartusII7.1软件对所做的设计进行功能仿真后,将程序烧写入FPGA(ALTERA公司的EP2C20F484C8)内,对IA_G3图像传感器进行配置,实验结果表明,上述电路满足CMOS相机的驱动要求.9.学位论文李逢磊基于FPGA的自动聚焦系统设计2008自动聚焦在光学成像系统中有着广泛的应用，随着电子技术和数字信号处理技术的发展，基于图像信号分析的自动聚焦技术已广泛应用于摄像系统，其聚焦方式主要分为模拟自动聚焦和数字自动聚焦。模拟自动聚焦是通过分析从图像模拟视频信号中提取的反映图像清晰度的高频分量，控制聚焦电机的转动，从而实现图像的自动聚焦；数字自动聚焦则是从图像的数字信号中提取高频分量，通过对其分析来实现图像的自动聚焦。数字自动聚焦比模拟自动聚焦有着聚焦精确、硬件电路简单等优点，已广泛应用于数字成像系统中。本论文详细研究并设计了一种基于CCD图像传感器和FPGA的自动聚焦和变焦系统。所做的主要工作有:(1)分析了灰度差分聚焦算法并进行了改进，进而在实际中得到验证。采用一种改进的灰度差分法作为聚焦评价函数，即将一场图像的所有像素的亮度值与周围像素的亮度值差的绝对值的和作为聚焦评价函数，根据相邻同场的聚焦评价函数的比较结果，配合相应的搜索策略来控制步进电机的转动方向，从而实现图像的自动聚焦。(2)分析了变焦的跟踪算法并加以验证通过系统中提供的键盘按钮并设置相应的变焦查找表来改变变焦位置。最终去控制步进电机的转动，从而改变镜头中的透镜至聚焦清楚、倍率适当的位置。(3)完成了系统硬件结构设计硬件方面主要包括图像传感器、FPGA系统和可变焦镜头及步进电机的驱动系统等。完成了图像信号采集、信号处理及输出和控制部分的硬件电路设计。(4)完成了系统软件描述软件方面主要包括数据采集处理、一种改进的自动聚焦算法、搜索策略算法、变焦跟踪算法、键盘控制程序和步进电机的驱动程序等。本设计避开了复杂的数学计算，系统具有实现简单、功耗低、聚焦快等优点，适用于各类需要自动聚焦功能的设备，如视频展台，摄像机等。10.期刊论文张明宇.刘金国.李余.宋丹.孔德柱.ZHANGMing-yu.LIUJin-guo.LiYu.SongDan.KongDe-zhu基于Cameralink接口的双目CMOSAPS成像系统的研究-光电子技术2008,28(4)为满足大视场、多个图像传感器同时使用、多光电图像传感器成像系统的响应一致性等技术需求,设计了一种大视场的成像系统.将先进先出缓存(FIFO)应用到数据传输技术当中,保证了系统多种图像数据同步实时输出;在基于低压差分信号(LVDS)技术上同时采用Cameralink接口协议,设计了一种低成本、高速、稳定、简易的双目半导体金属氧化物有源传感器(CMOSAPS)成像系统,并深入探讨了系统的基本组成和工作原理;利用可编程门阵列完成自上而下的模块设计;并对系统部分工作时序进行了仿真,并进行板上调试;结果表明,本设计方案满足系统的大视场需求,为后续的图像采集工作打下了坚实的基础.本文链接：授权使用：黄小强(wfxadz)，授权号：ee745cf5-4d1f-48b2-9a28-9e2d00ae1a01下载时间：2010年11月13日