基于dsp芯片的数码相机设计

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1、基于DSP芯片的数码相机设计摘要：本文介绍了一种基于DSP（DiginalSignalProcessor数字信号处理器）的数码相机设计的基本方案，该数码相机以TI公司的TMS320VC5509-144定点DSP为核心，采用CCD图像传感器以面阵方式采集图像数据，使用CPLD进行逻辑控制，配合高速SDRAM和大容量Flash，使用USB通信接口，采用JPEG压缩算法，实现了数码相机的基本功能。文中论述了数码相机的系统构建，就硬件系统的实现做出了探讨。关键词：数码相机数字信号处理器1引言数码相机产品自问世以来，一直艰难的在图像质量和价格之间寻求平衡以满足消费者的需求。虽然数码相机与传统相机

2、都是基于光学原理实现成像的，但由于所使用的感光介质不同，数码相机更偏重于光电的转化，是光学、机械、电子一体化的高科技产品。DSP使数码相机系统更加灵活多变，使数码相机性能得以提升。CCD2系统功能分析本设计需要实现的功能是，对要拍摄的物体进行图像采集，我们希望得到色彩性好的图像，以满足摄影要求。采集后的图像数据，首先要进行A/D转换，这样才能够进行数字信号处理。数字信号经过DSP芯片的运算和处理，对图像进行修正，处理后的数据有两种输出方式，一种是通过液晶驱动显示在液晶显示屏上，另外一种是通过USB接口，将采集到的图像储存到计算机上。因此功能基本实现步骤是：首先由CCD图像传感器采集数据

3、，并进行光电转换和A/D转换；然后由DSP对数据进行预处理和JPEG压缩；最后将压缩的图像数据显示在LCD上或者通过USB接口传输到计算机。4CCD3硬件模块设计（1）图像采集模块采用CCD，并加上通用视频A/D转换实现采集功能。CCD的总类较多，按滤光片的颜色分有原色CCD及补色CCD，原色CCD的色彩还原性好但灵敏度差，补色CCD的色彩还原性差但灵敏度好，一般数码相机使用原色CCD的较多。按电荷的转移方式分有全帧转移设计(FT)CCD、行间转移设计(IT)CCD、帧行转移设计(FIT)CCD。FTCCD器件面积较大．价格较低：ITCCD面积最小、价格最低；FITCCD面积最大，价格

4、最高，综合考虑，一般家用普通数码相机均使用ITCCD。我们利用原色ITCCD采集图像信号，然后通过A/D转换，特到数字信号。（2）数据处理模块DSP主要就是对得到的数字影像信号进行一系列处理，如白平衡、亮度调整、色调整和修正、锐利化、白点、热燥点补正、噪声处理、压缩等。我们从CMOS传感器得到了对应于拍摄景物的电子图像，但是不能马上被送去计算机处理，DSP对数据流进行JPEG压缩处理。压缩的目的是减少图像的数据量，从而降低存储的储存量，或在一定的存储容量下存放更多的照片。DSP芯片是整个系统的核心元件，它不仅实现最重要的数据处理功能，还要承担数据接收和输出的控制，在电路设计中，要首先考

5、虑合理的复位电路，外围接口电路。（3）液晶显示模块液晶显示模块由YUV-RGB转换器，D/A转换器，OSD加法处理器，LCD屏驱动器，数据速率转换器等组成。LCD驱动器能够直接驱动LCD显示屏，这样就能显著地降低LCD屏周围的外部设备。此外，LCD处理器是一种通用性模块电路，只要适当调节点时钟，就能用到各种型号的LCD4屏，因为它能把出入YUV信号的采集速率转换为点时钟。由此可知，LCD处理模块是一种独立电路，他与输入视频频率和LCD屏无关。因此只要适当调节软件，就能把LCD处理器用于其他各种电子产品。（4）USB传输模块USB应用采用通用连接技术，实现外设的简单快速连接，借以达到方便

6、用户、降低成本、扩展PC机连接外设范围的目的。目前市场上USB接口芯片很多，使用较为广泛的是Crypress公司的AN2131系列的USB接口芯片AN2131Q。在AN2131Q芯片和TMS320C5509DSP芯片之间采用FIFO(FirstInFirstOutSRAM)芯片连接，可以使USB接口芯片和DSP之间的最大数据交换速度超过USB总线的速度，使之不成为数据传输的瓶颈，从而使DSP和主机间的数据传输速度只受USB协议限制。4软件设计有了当今最高的性能,软件可编程性使得DSP成为数码相机设计的最有价值的选择。可同时进行数字信号处理和通用操作的软件灵活性,给最终设备的设计和开发提

7、供了很多便利。TMS320C5509软件开发的一切过程都可在CCS集成环境下进行,包括项目的建立、源代码的编辑以及程序的编译和调试。该CCS能对用户开发的源代码进行优化。目的是缩短代码长度并提高代码执行效率。其中,C优化器对C源代码进行优化,所进行的优化包括针对C代码的一般优化。软件设计流程首先是通过I/O口读取CCD传感器的信号,由于A/D转换已经由硬件完成,DSP芯片读取的信号为数字量,处理起来也比较方便。DSP对数据进行修整处理，实际上相