CCD相机的控制与高速图象数据传输技术

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1、分类号密级UDC编号8015106S036中国科学院研究生院硕士学位论文CCD相机的控制与高速图像数据传输技术金峥指导教师张启衡研究员中国科学院光电技术研究所申请学位级别硕士学位学科专业名称信号与信息处理论文提交日期2006.5论文答辩日期2006.6培养单位中国科学院光电技术研究所学位授予单位中国科学院研究生院答辩委员会主席本人申明本人郑重申明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做岀重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声

2、明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用授权的声明本人完全了解中国科学院光电技术研究所有关保留、使用学位论文的规定，同意中国科学院光电技术研究所保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权中国科学院光电技术研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密论文在解密后应遵守此规定）摘要随着科学技术的发展，CCD数字相机被广泛地应用在各种领域，发挥着重要的作用，因此研究CCD相机的控制和数据传输具有重要的意义。论文根据实时图像处理系统的要求，对基于

3、FPGA的CameraLink的图像数据接收卡进彳亍了设计与实现。论文深入地分析了儿种常用的相机数据传输方式，在此基础上根据CameraLink接口带宽高、数据传输率高、相机控制简单等特点，研制了以CameraLink接口协议为基础的CCD数字相机图像数据接收卡。设计采用了FPGA技术，结合异步串行通信协议(UART)、LVDS(LowVoltageDifferentialSignaling)等技术,实现了对CCD相机的控制和实时图像数据接收。接收卡的最大传输速率可达1.848GB/S,实际最高接收速率为960MB/S,具有数据传输率大、稳定性好、操作方便等优点。论文的研究工作

4、为后续的图像处理提供了有力的支持，在高速实时图像处理以及其他领域中有着广泛的应用前景。关键词：CameraLink；LVDS；FPGA；CCD相机；串口通信本文作者签名：TechnologiesofCCDCameraControlandHigh-speedImageDataTransmissionJinZhengDirectedby:Prof.ZhangQihengABSTRACTWiththedevelopmentoftechnologies,CCDCameraiswidelyappliedinpracticeapplications・Itisimportanttostudy

5、theCCDdigitalcameracontrolanddatatransmission.Fortherequestsofrealtimeimageprocessingsystem,wedesignandimplementtheimagedatacaptureboardbasedonCameraLinkinterfaceandFPGAstructure.Inthispaper,westudyseveralgeneralcameradatatransmissionpatternsandcameracontrolmodes・Onthebasisofthestudy,wechoos

6、eCameraLinkinterfacebecauseofitshighdatatransmissionandeasilyimplementandhugethroughput.Thedesignofareal-timeimagecapturingandcameracontrolboardbasedonCameraLinkispresented・TheCameraLinkinterfacefordigitalcameraandframegrabberisadoptedfortheboard.IncombinationwithFPGA,LVDS(LowVoltageDifferen

7、tialSignaling)andUART(UniversalAsynchronousReceiverTransmitter)technologies,theboardcanimplementreal-timeimagedataacquisitionandcontrolofCCDdigitalcamerainreal-timeimageprocessingsystem.Itstronglysupportstheimageprocessing.Thehigh-speeddigitalcamer