基于CPLD的高分辨力视频展台快速自动聚焦方法及实现.pdf

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1、第32卷第6期2010年12月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSV01．32，No．6December，2010文章编号：1005—5630(2010)06一0024—06基于CPLD的高分辨力视频展台快速自动聚焦方法及实现*余孟凤1，杨呜1’2，杨翠翠1(1．宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211；2．浙江省医用光电仪器高新技术研究开发中心，浙江宁波315211)摘要：文中设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)和专用视频处理芯片的高分辨力快速自动聚焦视频展台。把显微镜的快速自动聚焦算法应用在教学视频展台上，具有实现简单、精度高、聚焦快等特点，

2、利用CPLD编程的灵活性的特点进行设计，加快了数据处理的速度，节约了硬件上的成本。实验表明，该系统聚焦速度快、精度高、图像效果较好。关键词：CPLD；自动聚焦；聚焦评价中图分类号：TP273文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2010．06．006High—resolutionvideoboothfastauto-focusmethodandrealizebasedonCPLDWMengfen91，YANGMin91”，YANGCuicuil(1．TheFacultyofInformationScienceandEngineering

3、，NingboUniversity，Ningbo315211。China；2．High-TechMedicalOptoelectronicEquipmentResearchandDevelopmentCenterinZhejiangProvince，Ningbo315211，China)Abstract：Thisdesignhadbeenbasedoncomplexprogrammablelogicdevice(CPLD)anddedicatedvideoprocessingchipforhigh-resolutionfastauto-foCUSvideobooth．T

4、hemicroscopeauto-focusalgorithmsusedinteachingvideobooth，withsimple，highprecision，fastfocusing，etc．TheuseofthecharacteristicsofCPLDprogrammingflexibilitytOdesignsystems，spedupdataprocessingspeed，savedonthehardwarecosts．Experimentsindicatethatthesystemfocusesonspeed，precisionandeffectiven

5、essofthepictureisgoo&Keywords：CPLD；auto-focus；focusassessment引言目前教学中越来越多用到视频展台，教师需要长时间的对着景物调整焦距，费时和费事，画面的清晰度难以得到保证，对课堂教学质量有一定的影响。并且目前的视频展台在分辨力上一般停留在XGA(1024×768)分辨力上，就教学而言，难以给学生高清晰大视野的视觉感受，限制了视频展台在课堂教学上应有的作用。针对以上问题，现设计了一种分辨力能达到UXGA(1600×1200)分辨力，聚焦速度快、精度高的视频展台。’收稿日期：2010-05—26基金项目：浙江省科技厅

6、科技攻关项目(2007C21028)；浙江省大学生科技成果推广项目作者简介：余盂风(1986一)，男，江西南昌人，硕士研究生，主要从事嵌入式技术与应用方面的研究。第6期余孟凤，等：基于CPLD的高分辨力视频展台快速自动聚焦方法及实现·25·1硬件设计基于CPLD、单片机和CMOS图像传感器的自动聚焦系统中，包括CMOS图像传感器、CPLD(EPM570T100C5)芯片、51单片机、WSC2000等几个模块。硬件成本相对较低，具有较好的性价比。总体框图如图1所示：图1系统总体框图Fig．1Systemoverallblockdiagram整个系统的控制采用普通8051兼

7、容的单片机，节省了硬件上的成本，主要完成对CMOS传感器和WSC2000的寄存器的配置、步进电机的转动控制(包括zoom电机和focus电机)及接收CPLD聚焦算法的评价结果数据，完成聚焦点的定位。系统采用专用聚焦点快速搜索算法，最快聚焦速度<1s(帧率25Hz的情况下，速度根据实际帧率变化而变化)。系统中的图像传感器采用美光的MTgDl31芯片，该传感器有200万像素，最大输出有效分辨力1600×1200，输出8位ITU-601标准的YUV4：2：2的图像信号、点时钟和行场同步信号，对其的控制只需通过izC(两线串行总线)进行相应寄存器