一種遙控式可存儲的圖像采集系統(tǒng)的設計與實現
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圖像采集技術隨著科技的不斷進步在全球的應用已越來越廣泛，如軍用工業(yè)、醫(yī)療、電子等各領域。在國內，各行各業(yè)對采用圖像采集技術的工業(yè)自動化、智能化需求也廣泛出現，逐步開始了工業(yè)現場的應用，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板的表面質量檢測、LCD屏的質量檢測等。所以，以圖像采集功能為核心，開發(fā)一款適合工業(yè)領域應用且功能齊全、操作方便的圖像采集系統(tǒng)會給用戶帶來很大的實惠。
目前圖像采集方面已有很多且很完善的方案，本文設計選擇了利用FPGA進行圖像采集的方案，設計了一套圖像采集系統(tǒng)。與普通應用于工業(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行了改進。
1 系統(tǒng)總體設計
系統(tǒng)總體設計如下：圖像通過VGA接口用顯示器顯示，顯示速率可達25 f／s；系統(tǒng)可以將在顯示器上看到的當前圖像以位圖的格式存儲到優(yōu)盤或其他USB設備中，并可以對存儲的圖像進行回顯；用遙控器代替了按鍵的控制方式，可以在幾米范圍內用遙控器調節(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，在實時瀏覽圖像時，它從MT9T001中采集出Bayer陣列的黑白圖像數據，然后將采集的數據用插值算法轉換成24位RGB數據，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將轉換完的數據放到SDRAM中緩存一下再送給驅動VGA顯示的ADV7125芯片；ADV7125為ADI公司的高速數模轉換芯片，將數字真彩色圖像數據轉換成可以用VGA接口傳輸的模擬視頻信號；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設備通信的接口芯片，單片機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)應用到了工業(yè)領域，做成產品，作為工業(yè)眾多工業(yè)相機中的一種。圖1是其總體設計框圖。
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