图像采集系统软件设计研究

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1、图像采集系统软件设计研究摘要：目前，人们对跟踪运动物体的实时性以及清晰度要求越来越高，但是对于这种专门用于细节图像观测的、高分辨率图像获取技术国内尚没有深入研宄。为解决此问题，在系统硬件平台的基础上，提出了一种基于FPGA的图像采集系统软件设计方案。完成了系统软件的整体方案，主要包括基于FPGA的数据输入软件设计、数据读写软件设计、数据输出软件设计、异步串行通信软件设计四个部分，并对各个部分进行了综合后仿真。可实现对图像数据的采集。关键词：跟踪FPGA图像米集软件设计中图分类号：TP31文献标识码：A文章编

2、号：1674-098X(2015)04(a)-0000-00Abstract：Atpresent,themorepeoplehighonthetrackingofthemovingobjectinrealtimeandresolutionrequiresmoreand，butforthisspecializedforhighresolutiondetailimageobservation,imageacquisitiontechnologyathomehavenotstudiedfurther.Inorde

3、rtosolvethisproblem，onthebasisofsystematichardwareplatform，thepaperproposedadesignschemeofimageacquisitionsystembasedonFPGAsoftware.Tocompletetheoverallschemeofthesystemsoftware,mainlyincludingthedesign,datainputsoftwareofFPGAdatareadandwritethesoftwaredes

4、ign,softwaredesign，dataoutputofasynchronousserialcommunicationsoftwaredesignbasedonthefourpart，andeachparthascarriedonthesynthesissimulation.Itcanrealizetheimagedatacollection.Keywords：Track；FPGA；Imageacquisition；Softwaredesign1引言随着科学技术的飞速发展，人们对跟踪运动物体的实时性以

5、及清晰度的要求越来越高。比方说人们需要知道运动员在运动过程中的图像信息，便于分析运动员的动作细节，就要得到运动员在运动过程中清晰图像。这些都要求有获取飞行物体的图像信息的工具，于是各种各样的图像采集系统诞生了[1]。提出了一种基于FPGA的图像采集系统软件设计方案，可以清晰的拍摄物体在运动中的图像信息，而且该系统可以应用在特殊的场合，区别于其它同类图像采集系统。由于本系统是针对某些具体的应用场合，所以大大节约了成本，不必花高成本从国外购买可以实现相同功能的同类产品，同时也提高了该产品保密性。国外在图像应用方

6、面的研宄工作开展较早，尤其在图像传感技术和相机的研宄和图像获取方面，已应用在社会生活的各个领域，比方说用NBA赛场，拍摄运动员的动作画面，还有资料表明，美国在动能弹的研宄中也使用摄像拍摄了弹体发射瞬间的图像。国内在这方面起步较晚，但是对于这种专门用于细节图像观测的、高分辨率图像获取技术国内尚没有深入研究。目前图像方法还主要应用在静态试验测量中［2］。2图像采集系统软件设计2.1图像采集系统软件方案设计2.1.1系统硬件平台在视频图像处理领域，作为一个平台，可编程逻辑器件FPGA已经非常适合于高性能低成本的视

7、频和图像应用。它可以帮助用户灵活定制系统，缩短产品研发和更新换代的周期，使用户紧跟技术和市场发展潮流［3］。本系统的核心是FPGA,用的是Altera公司的高端产品，内部主要特性有内嵌RAM块、DSP块、锁相环(PLL)和外部的存储器接口等，，采用了全新的逻辑结构-自适应逻辑块（ALM），增加了源同步通道的动态相位对准（DPA）电路和对新的外部存储器接口的支持。还可以采用128位AES密钥对配置文件进行加密，保证用户设计的安全性［4］。CMOS传感器是用来获取外界图像数据，把模拟图像数据转换成数字图像数据，

8、由FPGA来控制其工作。根据系统运行的实际效果，可以在软件上设置CMOS传感器的一些参数，比方说曝光时间等。DDR2SDRAM用来存储采集进来图像数据，相对于DDR2，DDR2具有更高的频宽、更低的功耗、更好的效能，因此，DDR2SDRAM目前正在取代DDRSDRAM,逐渐成为服务器、工作站、PC及其它专用系统的主流存储器配置［5］。铁电存储器FRAM用来存储系统参数，主要用来存储CMOS传感器的参数。FRAM是