一种遥控式可存储的图像采集系统的设计与实现
0 引言
图像采集技术随着科技的不断进步在全球的应用已越来越广泛，如军用工业、医疗、电子等各领域。在国内，各行各业对采用图像采集技术的工业自动化、智能化需求也广泛出现，逐步开始了工业现场的应用，比如，制药行业的药品检测分装、印刷业的印刷色彩检测、PCB板的表面质量检测、LCD屏的质量检测等。所以，以图像采集功能为核心，开发一款适合工业领域应用且功能齐全、操作方便的图像采集系统会给用户带来很大的实惠。
目前图像采集方面已有很多且很完善的方案，本文设计选择了利用FPGA进行图像采集的方案，设计了一套图像采集系统。与普通应用于工业方面的图像采集系统不同，本系统添加了存储功能，并对传统的控制操作的方式进行了改进。
1 系统总体设计
系统总体设计如下：图像通过VGA接口用显示器显示，显示速率可达25 f／s；系统可以将在显示器上看到的当前图像以位图的格式存储到优盘或其他USB设备中，并可以对存储的图像进行回显；用遥控器代替了按键的控制方式，可以在几米范围内用遥控器调节曝光、增益、十字线、存图和读图等所有功能，操作灵活方便。系统用美光公司的130万像素MT9T001作为图像传感器；Altera公司的FPGA芯片EP2C8Q208来完成图像采集和显示功能的控制，在实时浏览图像时，它从MT9T001中采集出Bayer阵列的黑白图像数据，然后将采集的数据用插值算法转换成24位RGB数据，由于采集图像的速度为40 MHz，而VGA显示的速度只有25 MHz，所以FPGA将转换完的数据放到SDRAM中缓存一下再送给驱动VGA显示的ADV7125芯片；ADV7125为ADI公司的高速数模转换芯片，将数字真彩色图像数据转换成可以用VGA接口传输的模拟视频信号；用Atmel公司的ATmega 8L芯片来完成遥控器的解码、读写USB设备的控制以及位图格式的创建等；用集成了文件系统的FTDI的VNC1L-1A芯片作为与USB设备通信的接口芯片，单片机加一片接口芯片完成USB的Host功能，省去了对文件系统的处理，节约了软件的开发时间。将这款带存储功能和遥控控制方式的图像采集系统应用到了工业领域，做成产品，作为工业众多工业相机中的一种。图1是其总体设计框图。
图像采集技术随着科技的不断进步在全球的应用已越来越广泛，如军用工业、医疗、电子等各领域。在国内，各行各业对采用图像采集技术的工业自动化、智能化需求也广泛出现，逐步开始了工业现场的应用，比如，制药行业的药品检测分装、印刷业的印刷色彩检测、PCB板的表面质量检测、LCD屏的质量检测等。所以，以图像采集功能为核心，开发一款适合工业领域应用且功能齐全、操作方便的图像采集系统会给用户带来很大的实惠。
目前图像采集方面已有很多且很完善的方案，本文设计选择了利用FPGA进行图像采集的方案，设计了一套图像采集系统。与普通应用于工业方面的图像采集系统不同，本系统添加了存储功能，并对传统的控制操作的方式进行了改进。
1 系统总体设计
系统总体设计如下：图像通过VGA接口用显示器显示，显示速率可达25 f／s；系统可以将在显示器上看到的当前图像以位图的格式存储到优盘或其他USB设备中，并可以对存储的图像进行回显；用遥控器代替了按键的控制方式，可以在几米范围内用遥控器调节曝光、增益、十字线、存图和读图等所有功能，操作灵活方便。系统用美光公司的130万像素MT9T001作为图像传感器；Altera公司的FPGA芯片EP2C8Q208来完成图像采集和显示功能的控制，在实时浏览图像时，它从MT9T001中采集出Bayer阵列的黑白图像数据，然后将采集的数据用插值算法转换成24位RGB数据，由于采集图像的速度为40 MHz，而VGA显示的速度只有25 MHz，所以FPGA将转换完的数据放到SDRAM中缓存一下再送给驱动VGA显示的ADV7125芯片；ADV7125为ADI公司的高速数模转换芯片，将数字真彩色图像数据转换成可以用VGA接口传输的模拟视频信号；用Atmel公司的ATmega 8L芯片来完成遥控器的解码、读写USB设备的控制以及位图格式的创建等；用集成了文件系统的FTDI的VNC1L-1A芯片作为与USB设备通信的接口芯片，单片机加一片接口芯片完成USB的Host功能，省去了对文件系统的处理，节约了软件的开发时间。将这款带存储功能和遥控控制方式的图像采集系统应用到了工业领域，做成产品，作为工业众多工业相机中的一种。图1是其总体设计框图。
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