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1、Vol.35,No.9火力与指挥控制第35卷第9期Sep,2010FireControl&CommandControl2010年9月文章编号:1002-0640(2010)09-0124-03*基于FPGA控制的图像采集和存储系统杨晓,王红亮(中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051)摘要:在研究了CMOS图像传感器和flash存储器的工作原理的基础上,阐述了以FPGA为控制核心的图像采集和存储系统结构,设计了在图像采集和存储系统中的FPGA控制模块,用USB通讯模块实现了采集存储系统和计算机之间的数据传输,满足了
2、系统对回放的存储图像不丢帧的要求。经实际检验,较好地满足了实验要求。关键词:FPGA,图像采集和存储,USB通讯模块中图分类号:TP371.4文献标识码:AImageAcquisitionandStorageSystembasedonFPGAYANGXiao,WANGHong-liang(NationalKeyLaboratoryForElectronicMeasurementTechnology,KeyLaboratoryofInstrumentationScience&DynamicMeasurement,NorthUniversityofChina,Ta
3、iyuan030051)Abstract:OnthebasisofstudyingtheCMOSImagesensorandflash’sprinciple,Thestructureisdiscribledinthispaple,includingImageacquisitionandstoragesystemwithFPGAcontrol.ThemoduleofFPGAcontrolisdesignedinthesystemofImageacquisitionandstorage.ThemoduleofUSBrealizesthedatacommunacat
4、ionbetweentheImageacquisitionandstoragesystemandthecomputer,andthisschememeetstheneedthatsystem’sstorageimageisnotlost.Practicalapplicationshowsthisschemeisreasonable.Keywords:FPGA,imageacquisitionandimagestorage,communicationmoduleofUSB的实时采集,存储并回放存储图像的系统。引言1系统结构与组成随着数字多媒体技术的发展,数字图像
5、的采集和存储技术越来越广泛地应用于可视电话,电视会图像采集和存储系统主要包括4个模块:议,监控系统等各种商用和民用及工业生产领域CMOS传感器成像模块,FPGA控制模块,USB通[1]中。所以,一个图像采集和存储的系统有着十分广讯模块和系统软件。系统结构如图1所示。阔的应用前景。HFPCLK时钟同RD图像上位在这个应用背景下,设计了一款以OV公司的HREF步信号XC2S100ECY7C68013数据机系VSYNC图像(USB单片YUV数据(FPGA)数据机)统软OV7660彩色CMOS图像传感器作为视频采集端,件YUV(7∶0)以Xilinx的FPGA芯片为工
6、作核心,可以进行图像图OV7660/WR像R/RD数B收稿日期:2009-05-06修回日期:2009-09-28据Flash存储器*基金项目:国家自然科学基金资助项目(50535030)作者简介:杨晓(1984-),男,河北衡水人,在读研究图1系统结构框图生,主要研究方向:信号采集与信号处理。杨晓,等:基于FPGA控制的图像采集和存储系统(总第35-1563)·125·CMOS传感器成像模块是整个系统的“眼睛”,通讯模块。在图像数据采集的过程中,能否按照图2可以把目标物体的图像转换成相应格式的图像数据的时序要求准确地配置好图像传感器产生的3个时并输出。钟控制
7、信号和8个数据信号是正确采集CMOS图FPGA控制模块是整个系统的核心,它在信号像传感器有效数据的关键。时钟的配合下,负责把图像传感器产生的图像数据从对图2时序图的分析可以得出,监测垂直场传送给USB通讯模块和flash存储器,以便实现对同步信号VSYNC下降沿到来时,即是新的一帧图图像实时的采集和存储。像数据的开始。当一帧图像开始后,仅当HREF为USB通讯模块是整个系统的通讯的桥梁,它的高且PCLK输出下降沿来临时,表示一个像素数据功能分成两种:的有效输出。在进行图像显示的时候,将FPGA模块传送通过对上面时序图的分析,在FPGA对图像采过来的图像数据实
8、时地传递给计算机并进行显示。集部分的控
