基于FPGA的XGA分辨率攝像頭設(shè)計.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，數(shù)字展臺攝像機以其方便的教學演示功能迅速進入商務(wù)演示、課堂教學等領(lǐng)域。攝像頭作為數(shù)碼展臺核心部件，其性能的優(yōu)劣直接決定數(shù)字展臺使用是否方便。XGA分辨率攝像頭以其更高的清晰度，更好的圖像質(zhì)量更加符合市場需求的高標準應用。但是這些高分辨率攝像頭一般采用專用的圖像處理芯片，其關(guān)鍵技術(shù)掌握在一些國外企業(yè)手中。所以研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的XGA分辨率攝像機有廣闊的市場前景和應用價值。
　　 本文采用SONY公司的85萬像素

2、彩色CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器套件來實現(xiàn)圖像信號的采集，基于FPGA對其輸出的圖像信號進行處理，可使圖像傳感器采集的圖像在VGA顯示器上實時顯示。該方案比采用專用圖像處理芯片有著很強的價格優(yōu)勢，且利于系統(tǒng)的功能擴展。本設(shè)計的主要工作概括如下：
　　 ⑴在FPGA內(nèi)部設(shè)計一個顯示控制器，將圖像傳感器套件輸出的逐行掃描數(shù)字YUV(4：2：2)16位格式信號轉(zhuǎn)換成RGB格式。利用一個SDRAM作為幀緩存，采用場復制法將幀率由15

3、HZ提升到60HZ。這種信號可以直接與CRT顯示器、投影儀等具有VGA接口的顯示設(shè)備直連。
　　 ⑵本文在FPGA內(nèi)部設(shè)計了一個具有自動光圈功能、自動聚焦功能的鏡頭控制器。使攝像機鏡頭可以實現(xiàn)在較寬的光照條件下自動光圈控制功能和變倍結(jié)束后自動聚焦功能。得益于FPGA并行處理能力，自動光圈模塊和自動聚焦模塊可以同時工作，相比單片機順序處理能力提高了鏡頭控制的速度。
　　 ⑶根據(jù)SPI總線協(xié)議，本文在FPGA內(nèi)部設(shè)計了一個S

4、PI通信模塊，用來與D/A芯片88347和DSP芯片CXD3135AR通信。本設(shè)計的優(yōu)點在于減少印刷電路板面積，簡化系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。
　　 ⑷實現(xiàn)一些輔助功能。對SDRAM控制器的靈活使用就可以實現(xiàn)圖像凍結(jié)、負片顯示、同屏對比等功能。
　　 上述功能均采用VHDL描述，并在Xilinx(賽靈思)公司Spartan3E系列FPGA XC3S250E上實現(xiàn)，已經(jīng)應用于視頻展臺的生產(chǎn)中。本文實現(xiàn)的各功能模塊既可應用于本系統(tǒng)中，也