高分辨率CMOS成像系统研制.pdf

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1、分类号UDC密级单位代码高分辨率CMOS成像系统研制程金莉指导教师许文海职称教授学位授予单位10151大连海事大学申请学位级别硕士学科(专业)电子科学与技术论文完成日期2011年6月答辩日期2011年6月答辩委员会主席沙删DevelopmentofHigh··resolutionCMOSImagingSystemAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMaster0fEngineeringbyChengJ

2、inliElectronicScienceandTechnologyThesisSupervisor：ProfessorXuWenhaiJune2011大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博／硕士学位论文==直分趁奎g丛Q墨盛速丕统婴剑==。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：j

3、邈◆学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后

4、遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密口(请在以上方框内打“√’’)论文作者虢獬翘导师躲诈≥傀日期：伽ff年7月f日摘要CMOS图像传感器近年来发展迅速，无论是性能的大幅提高带来的赶超CCD图像传感器的趋势，还是一直保持的低功耗、高集成度、高成品率的优点为产品设计带来的便捷，都使得CMOS图像传感器在成像系统应用领域得到越来越广泛的应用。本课题研制了基于CMOS图像传感器的高分辨率成像系统，以实现对水下遇险目标以及周边环境的高清晰观测，是国家科技支撑计划课题“海上遇险目标快速接近技术’’的一部分。“海上遇险目标快速接近

5、技术"课题组采用声学与光学技术相结合的方法搜寻水下遇险目标，其中光学成像技术就是本系统采用的基于CMOS图像传感器的高分辨率成像技术。本课题完成了CMOS高分辨率成像系统的研制，实现水下高清晰成像，并提供了用户感兴趣区域提取的功能。该成像系统分为上位机和下位机两个部分：上位机在PC机上以VC++作为开发平台，提供人机交互界面，对成像系统进行工作模式设定和动作控制，并对图像数据进行简单的处理和存储；下位机通过RS．422接口接收上位机的控制命令，以FPGA为控制核心，以ISE8．2为开发平台，为CMOS芯片和AD芯片提供驱动，并对图像进行缓存、上传。

6、本课题还完成了成像系统设计中需要的关键技术的研究：自动曝光和自动增益控制、感兴趣区域提取、高速数据传输。自动曝光和自动增益控制技术可以帮助成像系统获得亮度合适的图像，感兴趣区域提取可以使成像系统在满足用户观测范围要求的情况下提高帧速，高速数据传输技术以LVDS和RS．422为基础，实现了图像和命令的高速传输。关键词：C,MOS；成像系统；自动增益；自动曝光；感兴趣区域中文摘要ABSTRACTCMOSsensorgetsrapiddevelopmentinrecentyears，beingusedmorewidelyinrelevantareas．I

7、thasgotadvantagesnotonlyinitstraditionalfeatures，likelow—power,llighintegration,andhighyield，butalsoinitssubstantialperformanceimprovement，whichhelpsCMOSsensorcatchupwithCCDsensor．Ahigh-resolutionimagingsystembasedonCMOSsensorisdevelopedinthissubject，toobservetargetindistressa

8、nditssurroundingsunderwater,whichispartofthe‘'TechnologyofFas