基于USB接口的高清電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、基于USB接口的便攜式電子內(nèi)窺鏡因其成本低廉、操作方便、即插即用等優(yōu)點在現(xiàn)代工業(yè)檢測領(lǐng)域發(fā)揮了越來越大的作用。目前市場上USB接口的便攜式電子內(nèi)窺鏡很多，但是它們的傳輸距離不夠長，并且圖像分辨率不高，性能無法滿足實際需求。
　　本文提出的電子內(nèi)窺鏡圖像采集方案采用了1/6英寸的超小型CMOS圖像傳感器作為感光元件，借助LVDS傳輸技術(shù)，使用USB2.0接口控制芯片作為主控板數(shù)據(jù)采集和傳輸芯片，將高清圖像數(shù)據(jù)傳入計算機中，并在上位機

2、應(yīng)用程序中對數(shù)據(jù)進行還原處理，實現(xiàn)圖像的實時采集和顯示。
　　為實現(xiàn)上述圖像采集和傳輸方案，論文分別從底層硬件架構(gòu)和上層軟件設(shè)計方面予以介紹。首先從四個方面對硬件架構(gòu)的設(shè)計給予詳細論述，主要有前端微型攝像模組設(shè)計、CMOS圖像傳感器的開發(fā)及應(yīng)用、LVDS編解碼技術(shù)以及USB接口控制芯片的設(shè)計，主控板采用Slave FIFO模式快速讀取LVDS解碼后的圖像數(shù)據(jù)，并通過BULK傳輸方式將數(shù)據(jù)傳送給上位機，同時采用硬件同步和軟件同步雙重

3、同步方式實現(xiàn)上位機處理速度與CMOS數(shù)據(jù)輸出速度的匹配。論文同時也闡述了高清電子內(nèi)窺鏡的圖像采集及處理系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案。圖像采集軟件主要包括Windows操作系統(tǒng)下的USB主機控制器驅(qū)動程序以及USB設(shè)備端固件程序，重點對USB2.0接口控制芯片CY7C68013的固件框架、端點配置、Slave FIFO傳輸模式進行了深入討論。圖像處理軟件實現(xiàn)的功能有自動曝光、圖像放大、圖像壓縮存儲、顏色調(diào)整等，重點討論了圖像去馬賽克處理方法。整個軟

4、件設(shè)計實現(xiàn)了3種接口模式給用戶:1、獨立使用的應(yīng)用軟件;2、Directshow插件，方便使用第三方軟件，如Amcap等;3、可供調(diào)用的庫函數(shù)，用戶可二次開發(fā)。
　　本課題所設(shè)計的基于USB2.0接口的高清電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的性能指標達到了實際的應(yīng)用需求，該系統(tǒng)的微型攝像模組具有140度的視場角，圖像分辨率達到了1280×800，LVDS傳輸技術(shù)的應(yīng)用使前端攝像模組的傳輸距離達到了3米以上;上層應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了圖像分辨率切換、增益和曝光