基于USB的圖像采集系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、眾所周知，圖像技術的基礎是圖像，而圖像的獲取離不開圖像采集設備。圖像采集設備不但決定了圖像的質量，而且影響著圖像數據的采集和傳輸速度。隨著圖像技術應用的深入，人們對圖像采集設備提出了更高的要求。傳統(tǒng)的板卡式圖像采集設備已經不能滿足如今的圖像采集需求。近來誕生的USB圖像采集設備雖然解決了板卡式采集設備的部分問題，但受限于設備自身軟硬件，采集速度也不甚理想。
　　 本文針對高速圖像采集的實際需求，設計了一種新型的基于USB的圖像采

2、集系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由圖像傳感器、USB芯片和可編程邏輯器件組成，其中圖像傳感器實現圖像信號的光電轉換，可編程邏輯器件實現圖像數據的前端采集，USB芯片實現計算機與采集設備之間的數據傳輸。由于可編程邏輯器件的引入，USB芯片可以從繁重的采集和傳輸任務中解脫出來，設備的采集和傳輸速度得以提高。此外，為了進一步提高其速度，本文還對圖像采集系統(tǒng)的軟件部分進行優(yōu)化處理。
　　 與硬件設計比較而言，圖像采集系統(tǒng)的軟件設計難度更大，主要包括可

3、編程邏輯器件程序設計和固件程序設計。由于可編程邏輯器件需要與USB芯片以及圖像傳感器實現數據的無縫傳輸，因而其程序的時序及其重要。為了進一步提高可編程邏輯器件的數據吞吐速度，本文在可編程邏輯器件內部設計了FIFO數據緩沖區(qū)，這也進一步加大了程序設計的復雜性。雖然圖像采集設備的固件程序是在Cypress公司提供的固件框架基礎上實現的，但其框架內部的函數卻并不相同。為了得到高效、簡潔的程序，怎樣優(yōu)化固件程序成為設計過程中的難點之一。