基于CMOS图像传感器的图像采集系统设计

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摘要CMOS图像采集系统在生活生产，科学研究，农业生产等领域有着广泛的应用，发展势头迅猛。随着图像采集技术的不断进步和人们对图像可视信息的需求的增长，图像采集也必定会获得更深入、更广泛的应用。图像传感器将被摄取得目标转换成图像信号，转换成数字化信号。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征。64449

本课题采用CMOS OV7620图像传感器，ARM和通讯接口组成硬件系统，通过相关软件编程设置图像传感器和采集图像数据。论文中硬件设计了ARM微处理器系统，CMOS图像传感器接口，RS232串行接口等电路。软件给出了相关主要软件的流程图。

本系统可以应用于需要采集图像的普通应用场合。

毕业论文关键词：CMOS图像传感器 ARM 图像采集

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Image Acquisition System Based on CMOS Image Sensors

Abstract CMOS image acquisition system in life and production, scientific research, agricultural production and other fields have a wide range of applications, the development momentum. With image capture technology continues to progress and people's information needs of the image visible growth, image acquisition also will certainly gain a deeper and more widespread application. The image sensor will be taken to obtain the target conversion into an image signal, converts the digitized signal. Imaging systems for various operations to these signals to extract target features.

This topic uses CMOS OV7620 image sensor, ARM, and communication interface component hardware systems, software programming through the relevant image sensor and image data acquisition. Thesis of the ARM microprocessor system hardware design, CMOS image sensor interface, RS232 serial interface circuit. Software gives the relevant major software flowchart.

This system can be applied to the ordinary image collecting occasion.

Keywords: CMOS image sensors ARM Image Acquisition

1 绪论…1

1.1 课题研究背景和现状…1

1.2本课题的任务及要求…2

1.3基本内容和章节安排2

2 总体设计方案…3

2.1 图像传感器的选取3

2.2 微处理器选择5

3 硬件电路设计7

3.1 CMOS OV7620图像处理器及其接口…7

3.2 ARM 电路设计…9

3.3RS232接口设计12

4 系统软件部分设计16

4.1系统软件概述16

4.2图像读取子程序…16

4.3 RS232接口传输子程序21

总结…23

致谢…24

参考文献…25

1 绪论

1.1 课题研究背景和现状

当今世界，全球数字化的大发展，高速图像采集系统几乎在工业农业、科学研究、军事航天、医疗卫生及日常生活等各个领域得到越来越广泛的应用。随着人们对图像信息的不断增长的需求，图像采集技术成为科学研究应用中热门领域。因而，对于图像采集系统的研究就有十分重要的科学和现实意义。科学技术的进步，传统的图像采集技术己不再能满足人们对于图像信息的更直观的需求，因而可视化技术即实时图像采集技术作为图像采集的新的趋势就发展开来。图像传感器和数据接口技术直接影响着图像采集的图像质量和采集速度，因而，图像传感器和数据接口的选择就也是决定系统的性能关键所在。

随着图像采集技术的不断进步和人们对图像可视信息的需求的增长，图像采集也必定会获得更深入、更广泛的应用。一直以来，西方国家始终走在图像采集发展的最前沿，其系统的性能先进、稳定可靠，但造价也往往高昂。比较而言，国内系统虽具有低成本优势，但在工艺水平、性能、速度、精度、稳定性方面还和西方有不小差距。可见，能在保持低成本优势的前提下，提高图像采集的性能将会有广泛的应用前景。科技大发展的今天，图像采集几乎在工业、农业及军事等领域都有着极广乏的应用，具体如可视电话、工业控制等领域。瑞士Photonfocus公司研究开发工业CMOS图象芯片及相机，有二十多年的研发、生产CMOS图象器件经验，掌握着全球最先进的高端CMOS图象芯片设计技术，其CMOS传感器采用专利的APS ( Active Pixel Structure，有源像素结构)设计，解决了CMOS噪声大的弱点，将CMOS像元的噪声降低到30个噪声电子以下的水平。中国科学院所属的一些研究所，例如长春光学精密机械与物理研究所近年来展开高速图像采集系统的研究开发工作，成像单元采用CMOS图像传感器，主控芯片采用FPGA研究开发了基于PCI Express总线的图像采集系统f2-71，其技术在国内处于较为领先地位。中国科学院上海技术物理研究所近年设计了基于FPGA与USB的CMOS图像获取与采集系统。成像单元采用Cypress公司的CMOS图像传感器1BIS5-1300，支持最大的分辨率为1280 X 1024;控制单元采用Altera的Cyclone系列FPGA芯片EP1C12;传输系统采用基于USB技术，芯片采用Cypress公司的CY7C68013A5。由于采用USB芯片，传输容量受到限制，仅能支持信息量不太大的高帧频相机系统。