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高帧频CMOS相机系统的研究与实现_刘慧.caj
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上传时间: 2019-09-12
详细说明： 研究了高帧频相机的工作原理，并且比较了国内外高帧频相机的研宄现状，在此基础上完成了对高帧频相机系统的整体方案设计。通过研宄高帧频相机系统所需的各个功能模块，对相关的功能芯片进行了研究与对比，最终的设计方案中确定了以高速ＣＭＯＳ图像传感器ＬＵＸ１３１０作为系统的光电转换器件、ＦＰＧＡ作为系统主控元件、ＣｏａＸＰｒｅｓｓ作为传输接口的系统设计方案。２）根据高帧频相机系统的总体方案设计，分模块进行了电路设计，完成了高帧频相机的硬件系统搭建，包括：图像采集模块中高速ＣＭＯＳ传感器驱动电路设计、图像处理模块中ＦＰＧＡ外围电路设计、图像传输模块ＣｏａＸＰｒｅｓｓ接口电路设计、电源模块中各供电单元的电路设计，其中电源模块在硬件上分为两部分，一 部分是为整个系统提供电压的供电单元，另一部分是给图像采集模块供电的供电单元。在上述硬件设计的基础上，完成了整个系统硬件的ＰＣＢ设计。３）比较了ＣｏａＸＰｒｅｓｓ接口和其他主流相机接口的优缺点，说明了本系统使用ＣｏａＸＰｒｅｓｓ接口的原因，研宄了该接口的工作原理以及相应驱动芯片的工作原理，为传输模块的硬件设计以及ＣｏａＸＰｒｅｓｓ接口模块逻辑控制编程提供了理论基础。４）使用ｑｕａｒｔｕｓｌｌ软件完成了对ＦＰＧＡ的逻辑设计，使用的设计语言为硬件描述语言Ｖｅｒｉｌｏｇ和ＶＨＤＬ。完成了对传感器像素驱动时序和寄存器时序的控制、对图像数据处理的功能模块的控制以及ＣｏａＸＰｒｅｓｓ接口模块的逻辑控制。本文完成了对高帧频ＣＭＯＳ相机的整体设计，成功采集到１０００帧图像，但是还是存在一些不足之处，如在第四章中的非均匀性算法仅是结合了单点校正和两点校正的方法对图像非均匀性进行校正，但是这两种校正算法存在局限性，即当传感器响应在非线性区域时无法到达预期效果，在下一步的工作中可以继续优化己有的非均匀性校正算法，或者设计新的图像校正算法对１０００帧图像质量进行校正；还有就是相机整体的功耗问题，由于整个系统工作在较高的频率下，相机系统工作过程中的功耗产热对系统中一些器件性能会产生影响，后续需要考虑如何在不影响现有性能的基础上减少功耗，同时可以考虑增加一些系统散热装置。
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