基于嵌入式系统的图像采集技术分析

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1、摘要将嵌入式系统应用到图像的采集与处理中可将信号处理、人工智能、控制电路和TCP／IP网络通信协议等集成到前端的CCD图像采集单元中。这样做不仅大大提高了图像采集系统的性能，而且扩展了系统的功能。本文旨在探讨嵌入式系统技术，尤其是最新的SOC技术在图像采集处理中的应用，提出系统解决方案并验证其可行性，使嵌入式系统能够实现传统计算机图像采集处理系统的大部分功能，如图像数据的采集、传输和简单的图像处理，但是体积小、功耗低、成本低、集成度高，更适合大规模的工业应用。本文在提出图像采集单元整体设计方案的基础上对所提出方案进行了软件及硬件的详细设计。在硬件方面，本文设计了TCDl209型

2、线阵CCD的驱动电路及Virtex．IIPro型FPGA嵌入式系统图像采集／处理电路，并设计了专用IP核利用Virtex-IIPro内部的双端口BlockRAM解决了CCD图像数据实时采集和存储的问题。在软件方面，本文为所设计的用户IP核编写了驱动程序并将嵌入式TCP／IP协议栈．ulP移植到系统中实现了图像数据通过以太网的实时传输。在完成软／硬件的设计之后，本文使用所设计的CCD驱动电路及实验室的FPGA实验板对系统的设计原理进行了验证。实验表明，本文所提出的设计方案完全可行，所设计的CCD图像采集单元能够实现对线阵CCD所拍摄图像的实时采集、存储与传输等基本功能。关键词：图

3、像采集嵌入式系统SOCCCD以太网ulPVirtex．IIProABSTRACTWeCallintegratesignalprocessing，artificialintelligence，TCP／IPnetworkcommunicationprotocolandcontrolcircuitintothefront-endCCDimageacquisitionmodulebyapplyingembeddedsystemtoimageacquisitionandprocessing．Thiswillnotonlygreatlyenhancetheimageacquisitions

4、ystem’Sperformancebutalsoexpandthefunctionsofthesystem．Thispaperplacesemphasisondiscussingtheapplicationofembeddedsystemtechnologies，especiallythelatesttechnology—SOC(SystemonaChip)inimageacquisitionandprocessingaspect．Thispaperplacesemphasisondiscussingtheapplicationofembeddedsystemtechnolo

5、gies，especiallythelatesttechnology—SOC(SystemonaChip)inimageacquisitionandprocessingaspect．Thepaperproposesaprogramofsystematicsolutionandverifiesitfeasibility．Embeddedsystem-basedimageacquisitionmodulecallachievemostofthetraditionalfunctionsofthecomputerimageacquisitionandprocessingsystem，s

6、uchasimagedatacollection，transmissionandsimpleimageprocessing，andcanachievesmallsize，lowpower,lowcost,highintegration，it’Smoresuitableformassindustrialapplications．Aftergivesageneraldesignofimageacquisitionmodulethispapergoesintodetailofsoftwareandhardwaredesign．Onthehardwareside，thispaperde

7、scribesthedesignofTCDl209DlinearCCD’SdrivecircuitandVirtex-IIProFPGA'sembeddedsystem，anddesignsacustomIPCOrewhichsolvesthereal—timedataacquisitionandstorageoftheCCDimageproblembyusingVirtex-IIPro’Sinternaldual—portBlockRAM．Onthesoftwareside，thispap