新型数字CCD相机及其图像数据传输卡设计

1、    新型数字CCD相机及其图像数据传输卡设计随着技术的发展，频率高、数字化的新型相机不断出现。相机输出的数字化，简化了相机与传输采集系统的接口设计，使数字相机正越来越多地成为实时控制、数据采集、图形图像处理、遥感遥测等系统中的探测器。这种相机多采用帧转移型体系结构，转换速度快，量化精度、量子效率高。准确理解相机的接口信号及其时序关系，掌握其图像数据传输卡的原理及实现方法，可大大拓宽数字相机的应用领域随着技术的发展，频率高、数字化的新型相机不断出现。相机输出的数字化，简化了相机与传输采集系统的接口设计，使数字相机正越来越多地成为实时控制、数据采集、图形

2、图像处理、遥感遥测等系统中的探测器。这种相机多采用帧转移型体系结构，转换速度快，量化精度、量子效率高。准确理解相机的接口信号及其时序关系，掌握其图像数据传输卡的原理及实现方法，可大大拓宽数字相机的应用领域，提高应用系统的灵活性。 数字相机及其接口技术在本系统中使用公司生产的数字相机。该相机是一种帧转移型的相机，相机的空间分辨力为×像元，单像元尺寸为×，填充因子。在相机内部采用了相关双采样（）、垂直反晕（）等技术，大大提高了相机的成像品质。相机输出经过采样、量化的数据，量化精度为位，最大帧频为，电子快门。相机内部由图像传感器、驱动器、定时器、转换等模块组成。其接口信号分为两类

3、：用户总线接口信号和数据总线接口信号。    用户总线接口信号包括：·触发帧读出信号，是必备信号。当固定接低电平时，相机以最大帧速率输出图像数据；当正负交替时，它的下降沿触发帧读出。·像元复位信号，为可选信号。在两次有效之间复位像元（给积累电荷的电容放电），从而缩短有效曝光时间。低有效，在其上升沿开始有效曝光。如果固定接高电平，积分时间最大；如果被固定接低电平，探测器收集不到任何图像信息。·像元合并信号，也是可选信号，可以控制像元合并。像元合并后会降低相机的空间分辨率，但会增强探测器对光的敏感性。信号高有效，不用时将其接为低电平。以上

4、信号均由应用系统产生，送给相机，为应用系统根据需要设定相机的工作模式提供了手段。数据总线接口信号为相机输出信号，包括：·位数据总线。是相机输出的、分别对应目标某个像元灰度的位图像数据。·像元时钟信号。是图像数据的像元时钟。它的频率与数据速率相同，即使数据无效，仍然连续交变。为了获得有效的图像数据，传输卡应在和为高电平时，在的下降沿进行数据锁存。·帧同步信号。高电平表明相机正输出一帧有效数据。·行同步信号。当为高电平时，高电平表明相机正输出一个有效的像元行。在两个有效行之间，会变低跳过几个无效的像元，跳过的像元数取决于相机的型号和预触发设定。图像数据传输卡正是利用这些接口信号来实现对相机的控制及图像数据的抓取操作。为提高信号的抗干扰能力，所有这些接口信号均按规范以差分方式在数字相机和图像传输卡间进行传输，传输电缆为屏蔽双绞线。图表示了相机接口信号之间的时序关系。当由低电平向高电平跳变时，相机开始曝光。达到设定的曝光时间后，使信号变低，触发帧读出。此时相机首先进行帧转移，帧转移一结束，输出信号由低变高表示有效的数据帧开始，由低变高表示相机正输出有效像元行。当和再一次变低时，表