基于CMOS图像传感器的视频采集系统设计.pdf

2012年7月15日
现代电子技术
Jul.2012
第35卷第14期
Modern Electronies Technique
Vol 35 No, 14
基于CMOS图像传感器的视频采集系统设计
丁吴杰,刘敬彪,盛庆华
杭州电子科技大学电子信息学院,浙江抗州310018)
摘要:提出了一种米用 Altera公司( CycloneⅡ系列的FPGA作为主控芯片,采用OV7670这款CMOS图像传感器作
为频信号源并采用SRAM(静态随机存储器)作为据缓存的实用方案,实現了对图像传感器寄存器配辽、因像感器输
出信号采集、图像数据格式转換、图像敦据幾存及最终在VCA显示器上进行像显示的一系列过租,視频彩集系设计
能够很好地满足实时图像的输出求。
关词;視频采集;Ov7670 FPGA! SRAM;VGA
中图分类号:TN919-34
文标识码:A
文章编号:1004-373X(2012)14-0178-04
Design of video acquisition system based on CMOS image sensor
DING Hac-ite, LIU Jing-biao, SHENG Qing-hua
(College of Electronic Information, Hangzhou Diani Universi, Hangzhou 310018, China)
Abstract: The configuration of the image sensors registers, image sensor output signal acquisition, image data format
conversion, image data buffer and final image displays on VGA monitor were realized by taking A]teras Cyclone I FPGA as
a control chip, OV 670 CMOS image sensor as the video source and SRAM(Static Random Access Memory) as a data cache
The digital video acquisition system is able to satisfy the demand for real-time image output.
Keywords: video acquisition; OV7670, FPGA: SRAM; VGA
CMOS与CCD传感器是目前被普遍采用的2种图
像传感器。CMOS图像传感器可通过CMOS(互补金
1系统总体结构和工作原理
属氧化物半导体〉技术将像素阵列与外围支持电路(如
本视颊采彙系统采用 Omnivision公可的OV7670
图像传感器核心、单一时钟、所有的时序逻辑、可编程功数字图像传感器提供数字视频信号,采用 Atera公司
能和A/D转换器)集成在同一块芯片上。与CD(电 Cyclone II系列的FPGA作为主控芯片,并采用单片
容耦合器件)图像传感器相比,CMOS图像传感器将整SRAM(静态随机存储器)作为数据缓存,将从FPGA
个图像系统集成在一块芯片上?具有体积小、重量轻、功输出的数字信号经过DA转换换后输入到VGA显示
耗低、编程方便、易于控制等优点,并且可通过PC,SPI器上进行显示。其总体结构框图如图1所示。
等接口配置其工作方式等功能,可控性强。所以
CMOS图像传感器在消费类电子、汽车电子、工业控
时钟和复位
块
块
制、图像处理等领域的应用越来越广泛
OV770
数据采衆和?存控制レvCA护制
DIA
通常视频数据流需要处啞的数量大,而且对于实
V格式转換块
摸块
转换
器
时性的要求也很高,图像的采集和数据处理速度直接影
响后续的图像显示质量。而可编程逻辑器件FPGA的
SRAM
快速发展使之在视频图像采集及图像的无损传输领域
图1系统总体结构柜图
具有得天独厚的优势。因此,本系统针对OV7670这款
CMOS图像传感器,采用A!tera公司 Cyclone I系列
系统的工作原理为:系统上电后,FPGA通过标准
的FPGA作为主控芯片,来实现视频数据的无损传输
SCCB( Serial Camera Cantrol Bus)接口对图像传感器
及显示。
芯片的控制寄存器进行配置,设置它的工作方式(如输
出数据格式、输出像素时钟、曝光时间等),在本系统中
将图像传感器输岀图像格式设置为RGB565格式;对芯
收稿日期:2012-02-23
片初始化完毕后,FPGA为图像传感器提供25MHz
金项目:国家高技术研究发展计划(863计划):粢海长距离
的主时钟,实时读出图像传感器的行、帧同步信号以及
大功率能源与图像信息視合传输技术研究
像素时钟和8位图像数据信号:FPGA中数采集与
2010AAO9Z206)
格式转换模块将读人的图像数据实时两两拼接转换成
万方数据