基于影像传感器MT9M111的视频采集系统
cmos图像采集系统普遍存在图像质量问题,如果没有对图像进行专门的处理,则图像质量难以保障。
近些年来,随着soc技术的快速发展,在图像采集和处理领域,出现了soc影像传感器,它集成cmos传感器和图形处理器功能,可以得到令人非常满意的图像质量。本文设计的视频采集系统采用了soc成像芯片mt9m111和usb2.0接口芯片cy7c68013。
系统结构
本系统的原理框图如图1所示。当图像传感器开始工作后,先将采集到的数据通过fpga控制逻辑存储到sram1中,一帧图像的采集/存储过程结束后,sram1进入写结束状态。此时切换sram,sram2继续存储采集到的数据,同时,sram1处于可读状态,由fpga里的控制逻辑控制,将sram1中的数据传输到usb芯片,然后传输到主机。本系统采用双sram结构和乒乓机制,两片存储器交替工作,使图像的采集和传输并行进行。双帧存结构不仅提高了系统的速度,而且,由于在fpga里实现各种图像处理的算法大都需要比较大的存储空间,所以两个大容量sram在实现算法时可以充当外部缓存。
mt9m111
本系统采用美光公司推出的集成cmos传感器和图形处理器的soc产品mt9m111。mt9m111是低功耗、低成本渐进扫描cmos图像传感器;130万像素分辨率(1280h×1024v);1/3英寸光学格式;全分辨率15fps的功耗为170mw,vga分辨率30fps的功耗为90mw。mt9m111采用低漏电dram工艺,配备了美光的digitalclarity专利技术,即使在最差的光照条件下也能提供清晰明亮的彩色图像。mt9m111具有较低的暗电流,并降低了色度/亮度干扰和瞬间噪声。mt9m111的嵌入可编程图像流处理器提供的功能包括色彩恢复和修补、自动曝光、白平衡、镜头阴影修正、增加清晰度、可编程灰度修正、黑暗电平失调修正、闪烁避免、连续调整滤光尺寸、平滑的数字变焦、快速自动曝光模式和不工作时缺陷修正等。而且,还配备了两线串行接口,usb芯片可以通过这两线串口对其进行配置。
is61wv20488
与图像处理有关的sram参数主要是sram 的读写速度和容量。在容量方面,本系统采集图像的最大分辨率为1280×1024,数据宽度为8位,2m×8bit的sram可以满足存放一帧图像数据的要求。sram的读写速度一般为12ns、15ns、20ns或者更慢,由于sram的读写速度直接影响整个图像处理系统的时钟,所以,sram的读写速度越快越好。本系统选用了issi公司的is61wv20488,芯片容量为2m×8bit。
cy7c68013
图像数据传输部分采用cypress公司推出的专门用于usb2.0的接口芯片cy7c68013。该芯片包括带815kb 片上ram 的增强型8051 处理器(与标准8051 系列兼容,速度提高3~5倍)、4kb fifo 存储器和通用可编程接口i2c 总线、串行接口引擎( s ie ) 以及usb2.0 收发器。
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