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基于FPGA的XGA分辨率摄像头设计
资料介绍
随着科技的发展，数字展台摄像机以其方便的教学演示功能迅速进入商务演示、课堂教学等领域。摄像头作为数码展台核心部件，其性能的优劣直接决定数字展台使用是否方便。XGA分辨率摄像头以其更高的清晰度，更好的图像质量更加符合市场需求的高标准应用。但是这些高分辨率摄像头一般采用专用的图像处理芯片，其关键技术掌握在一些国外企业手中。所以研发具有自主知识产权的XGA分辨率摄像机有广阔的市场前景和应用价值。
本文采用SONY公司的85万像素彩色CCD(电荷耦合器件)图像传感器套件来实现图像信号的采集，基于FPGA对其输出的图像信号进行处理，可使图像传感器采集的图像在VGA显示器上实时显示。该方案比采用专用图像处理芯片有着很强的价格优势，且利于系统的功能扩展。本设计的主要工作概括如下：
⑴在FPGA内部设计一个显示控制器，将图像传感器套件输出的逐行扫描数字YUV(4：2：2)16位格式信号转换成RGB格式。利用一个SDRAM作为帧缓存，采用场复制法将帧率由15HZ提升到60HZ。这种信号可以直接与CRT显示器、投影仪等具有VGA接口的显示设备直连。
⑵本文在FPGA内部设计了一个具有自动光圈功能、自动聚焦功能的镜头控制器。使摄像机镜头可以实现在较宽的光照条件下自动光圈控制功能和变倍结束后自动聚焦功能。得益于FPGA并行处理能力，自动光圈模块和自动聚焦模块可以同时工作，相比单片机顺序处理能力提高了镜头控制的速度。
⑶根据SPI总线协议，本文在FPGA内部设计了一个SPI通信模块，用来与D/A芯片88347和DSP芯片CXD3135AR通信。本设计的优点在于减少印刷电路板面积，简化系统硬件结构。
⑷实现一些辅助功能。对SDRAM控制器的灵活使用就可以实现图像冻结、负片显示、同屏对比等功能。
上述功能均采用VHDL描述，并在Xilinx(赛灵思)公司Spartan3E系列FPGA XC3S250E上实现，已经应用于视频展台的生产中。本文实现的各功能模块既可应用于本系统中，也可作为独立的、拥有自主知识产权的IP Core应用于其它系统中。
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2021-09-24 15:06:08user22901
好的