基于wince的高像素图像采集系统的研究

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1、基于WinCE的高像素图像采集系统的研究　　基于WinCE的高像素图像采集系统的研究1绪论1.1选题背景及研究意义嵌入式行业在后PC时代作为技术主力与研究热点,在过去的几年里发展迅速,已经被广泛地应用于生活中的各个领域。其中,具有图像采集功能的嵌入式智能设备更是灵活应用于人们的生活中。但是随着人们需求的提高,人们对图像的质量要求也提高了,高像素的图像不仅可以得到更好的观赏效果,还可以在对图像进行处理时得到更好的处理结果。可见高像素图像釆集系统的研究是适应时代发展需求的。本研究课题得到十一五国家科技支撑平台重点项目课题(项目编

2、号:2009BAI71802.09.10)视障者阅读辅助器具研制的支持,该项目由北方工业大学承担研制一款适合视障者使用的多功能阅读器。该阅读器利用摄像头采集到图像并对图像进行处理,为了得到更好的处理结果,需要使用高像素摄像头来获得质量更好的图像。本技术方案主要研究高像素图像采集系统的硬件组成以及软件驱动设计。通过在硬件、软件两个方面的研究,最终在阅读器所使用的系统上,通过应用程序能够采集到图像,实现高像素图像采集的功能,增强阅读器对图像的处理结果,本课题是上述课题在硬件方面的延伸,具有着重要的研究意义与价值。.......1

3、.2国内外研究现状及发展趋势嵌入式系统是一种软件与硬件结合在一起的计算机系统,通常用于完成指定的功能需求。嵌入式产品广泛应用于生活中各个领域如网络设备通信、现代化智能交通以及医院中先进的医疗设备。随着硬件的发展,一个小型的嵌入式设备可以实现的功能越来越强大。这使得人们对于产品功能的要求越来越高,随之而来的是嵌入式系统的设计越来越复杂。不同于一开始简单的控制程序,在实现一个应用程序时可能其设计逻辑非常复杂。这样在编写程序时,就需要靠操作系统来完成一些资源调度相关的任务。现在的操作系统发展得比较成熟,给开发者们提供了功能强大的框

4、架,这样开发人员就可以在此基础之上修改、编写少量的程序进行二次幵发。二次开发通常可以节省大量的时间。嵌入式操作系统在保证功能实现的前提下,降低了程序的编写难度。它的这些优点使其被广泛应用于现今社会各种应用系统的开发之中。嵌入式硬件平台因为其使用环境有所限制,所以嵌入式操作系统是有一定要求的。如应用在某些工业生产中,设备的成本是不得不考虑的一点。这就要求嵌入式设备要设计的精简,软件存储空间受限的情况下,软件部分代码量不要过于庞大,并且程序的执行时间不要过长以保证系统的响应速度足够快。以下是现在应用系统设计中常用到的一些比较主流

5、的嵌入式操作系统。......2系统电路设计2.1高像素摄像头模组摄像头模组,又称CCM,是CamerapactModule的简称。它是现代设备中影像捕捉功能中的核心电子器件,摄像头模组的研发一直是各大厂商关注的重点。现在的摄像头模组,其外型封装的越来越小巧,但功能却越来越强大。这样的特点非常适合于嵌入式设备的应用。近年来,感光芯片的制作工艺越发精堪,像素越来越高,这使得人们能够获取到更高分辨率的图像,以满足人们更高的需求。高像素摄像头模组是高像素图像采集系统必不可少的一部分。摄像头模组除了镜头和传感器以外还有两个重要组成部

6、分,那就是图像处理芯片和软板。通常,判断一个摄像头质量的好坏都是参考它的镜头、传感器以及图像处理芯片这三部分。镜头是摄像头获取图像的基本部件。透镜的折射原理可以使景物的光线透过镜头聚焦在平面上形成镜像,镜头的制造正是利用了这种物理学原理。之后通过感光器将影像记录,这些感光器通常由CMOS或CCD材料制成。而传感器则是CCM的核心模块,没有它便无法将图像数据输出。现在市场上经常使用的传感器有两种,分别是CMOS元件和CCD元件。CCD全称为电荷藕合器件图像传感器,该器件由一种高感光度的半导体材料制成。它能够将光信号转变成电荷信

7、号,之后通过模数转换芯片转换成数字信号。CCD是由数以百万个感光单位组成的,以像素为单位。工作时,每个感光单位会将其表面受到的光线照射情况以电荷的形式反映到组件上。所有感光单位产生的信号一起构成了这幅图像数据。现在CCD传感器的生产研究主要是以日本厂商为主导,在全球市场上占据了绝大部分市场空间。CMOS全称为互补性氧化金属半导体。该类传感器是由娃和锗两种元素做成的半导体所组成的。在传感器上同时存在着带正电和负电的半导体,工作时,利用这两个半导体之间的互补效应所产生的电流实现处理芯片的纪录和影像的解读。CMOS传感器的研制与生

8、产,现在是由美国、韩国以及台湾为主导。比较知名的生产厂商有美国OmniVision公司和Micron公司,还有韩国的三星以及台湾的锐像等。图像处理芯片(DSP)主要功能是将感光芯片获得的数据传递给CPU进行处理,同时它将刷新感光芯片。.......2.2MIPI接口如今的智能,可以支持提供