200万像素数字摄像机设计及关键技术研究

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1、第36卷第5期光电工程Vol.36,No.52009年5月Opto-ElectronicEngineeringMay,2009文章编号：1003-501X(2009)05-0117-05200万像素数字摄像机设计及关键技术研究莫思特，吴志红(四川大学电气信息学院，成都610065)摘要：公共安全、工业控制、科学研究等领域对摄像机的分辨力和帧率提出了越来越高的要求。针对这一应用需求，本文提出了一种200万像素、每秒15帧高清高速数字摄像机的设计方案，给出了设计中关键技术的解决方法。该设计主要由ICX274、AD9923A、XC3S1200E、TE

2、3310RPF和AT91RM9200等组成。AD9923A为ICX274提供垂直和水平驱动时序，放大ICX274输出的模拟视频信号，完成模拟视频信号的AD变换。XC3S1200E将AD9923A输出的数字Bayer信号转换为YUV格式数字信号送给TE3310RPF，并由TE3310RPF实现JPEG压缩。AT91RM9200通过网络将图像压缩数据传送到客户端。解决的关键技术包括CCD垂直、水平时序的产生，CCD信号相关双采样的控制，Bayer信号到YUV信号的转换，数据压缩以及压缩数据的采集与网络传输。实验结果表明，该设计方案每秒可以采集、压缩

3、、传输200万像素图像15帧，图像质量较好。关键词：摄像机；高清；CCD；ICX274；AD9923A中图分类号：TP202,TN386.5文献标志码：ADesignof2.0MegaPixelsDigitalVideoCameraandKeyTechnologyMOSi-te，WUZhi-hong(SchoolofElectricalEngineeringandInformation,SichuanUniversity,Chengdu610065,China)Abstract:Adesignmethodforhigh-resolutionan

4、dhigh-speeddigitalvideocamera,whichsupported2.0MegaPixelsand15framespersecond,waspresented.Howtosolvesomeproblemsofkeytechnologyonthevideocamerawasintroduced.ICX274wasusedasCCDsensor,AD9923AwasusedastheanalogfrontendandotherchipsincludedXC3S1200EandTE3310RPF.TheAD9923Aconver

5、tedCCDanalogsignaltodigitalsignal.ThedigitalsignalwassenttoXC3S1200EwhichconvertedBayersignalstoYUVsignals.TheYUVsignalswereinputtedtoTE3310RPFtogenerateJPEGdata.AT91RM9200senttheJPEGdatatonetwork.ManykeytechnologieswhichincludedCCDtimingcontrol,BayersignaltoYUVsignalconvers

6、ion,TE3310RPFcontrol,anddatatransmissioninnetworkwereinvolvedinthisvideocameradesign.Howtosolvetheseproblemswerealsointroduced.Thetestingresultsshowthatthedesignmethodcancollect,compressandtransmit15frame2.0Megapixelsimagepersecond.Keywords:videocamera;high-resolution;charge

7、coupleddevices;ICX205;AD9923A0引言随着CCD制造、视频压缩、网络传输、数据存储与处理等技术的发展，数字视频采集系统已广泛应用于公共安全、工业控制、科学研究等领域。由于集成电路设计技术以及制造工艺的不断进步，各种应用对数字视频图像质量提出了越来越高的要求：CIF格式的图像已经逐步淘汰，D1画幅的视频信号也逐渐不能满足需求，很多应用场合需要200万像素甚至更高像素的数字视频信号。收稿日期：2009-01-11；收到修改稿日期：2009-02-22基金项目：国家自然科学基金重点项目(60736046)；国家863高技术研

8、究发展计划项目(2006AA12A104)基金资助项目作者简介：莫思特(1969-)，男(汉族)，湖南益阳人。讲师，硕士，主要研究工作是高清数字网络摄