探析嵌入式高清相机的软硬件设计

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1、西安电子科技大学硕士学位论文嵌入式高清相机的软硬件设计姓名：薛安喜申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：张向东20100101摘要智能交通系统ITS(ImelligentTransportationSystem)是运用计算机、嵌入式系统等高新技术改造传统交通运输系统，从而达到增强系统运行效率，减少能源消耗等方面的目的，它对未来世界交通系统的发展有着深刻的影响。随着技术发展，智能交通设备的微型化、低功耗设计越来越受到重视，其中嵌入式高清相机在诸多系统中起着至关重要的作用。本文设计和实现了一种基于FPGA的高清相机的软硬件系统。在硬件方面，为了给以后低成本设计而预留达芬奇接

2、口，并且该系统分为三个部分。第一部分是前端视频采集板，板上包括SONY面阵CCDICX406AQ为图像传感器，视频前端处理器CXD3408为驱动和A／D转化芯片等；第二部分是信号转接板，其是基于XilinxXC3S500E的FPGA最小系统板；第三部分是XilinxVirtex4．SX25开发板或达芬奇DM6467开发板。在软件方面，首先，由于采集到的图像是Bayer格式，所以必须还原成RGB彩色图像，这里我们采用双线性差值算法，并且可以FPGA硬件实现；其次，编写信号转接板的驱动程序，完成对前端视频采集板的正确配置和把信号正确从第一部分转发到第三部分。本文平台灵活、高效，本系统己经

3、通过相应的软硬件测试，满足智能交通系统中实时性、通用性、低功耗、微型化的要求，具有一定的应用价值。关键词：高清相机双线性插值FPGA最小系统面阵CCDAbstractIntelligentTransportationSystem(ITS)isanemerginginformationtechnologywhichtransformstraditionaltransportsystemsbycomputer,embeddedsystemsandSOon．Itachievesincreasedsystemoperatingefficiencyandreducesenergyconsump

4、tion,etc．ITSdevelopmenthasaprofoundimpactonthefutureworldtransportsystem．Withtechnologicaldevelopment,miniaturizationandlow-powerdesignarebecomingincreasinglyimportantinintelligenttransportationequipment．Andhigh-definitioncamerasinmanyembeddedsystemsplayaimportantrole．Thepaperhasdesignedandimpl

5、ementedallFPGA-basedhardwareandsoRwaresystemofhigh-definitioncamera．Onthehardwareside，settingasideainterfaceinordertoreducecost，thesystemisdividedintothreeparts．Thefastpartisthefront-endvideoacquisitioncard，includingtheSONYarrayCCDICX406AQastheimagesensor,videoprocessorCXD3408asthedriverandfron

6、t-endA／Dconversionchip；Thesecondpartisaboardforthesignaladapter,whichisFPGA—minilnulnsystemboard；Thet11irdpartistheVirtex4-SX25developmentboardortheDM6467developmentboard．OnthesoRwareside，firstofall，becausetheimageisBayerformat，itmustberestoredintoaRGBcolorimage．Here，weadoptthebilinearinterpola

7、tionalgorithmwhichCanbeimplementedinFPGA；Secondly,throughthedatasheet，wewritethedriverprogramforthesignaladapter,whichconfiguresthefront-endvideoacquisitioncard，rightlytransmitsthesignalfromthefirstparttothethirdpart．Wedesignaflex