基于DSP與雙目CMOS攝像頭的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)

1 原理概述

整個(gè)系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。系統(tǒng)上電后,FPGA配置子板把配置文件加載到FPGA中。DSP由外部 FLASH引導(dǎo),通過(guò)FPGA先設(shè)置1394接口芯片的內(nèi)部寄存器,再通過(guò)I2C總線(xiàn)設(shè)置攝像頭1、2的控制寄存器。FPGA提供攝像頭的工作時(shí)序和圖像序列的讀寫(xiě)時(shí)序。云臺(tái)在DSP的控制下可以上下左右調(diào)整,捕捉感興趣的目標(biāo)。8片1MB的SRAM作為兩路攝像頭的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,16MB的SDRAM則充當(dāng)DSP的外部數(shù)據(jù)緩沖。處理后的圖像既可以直接輸出至LCD進(jìn)行顯示,也可以通過(guò)1394總線(xiàn)傳送至PC機(jī)。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　
整個(gè)系統(tǒng)由三部分構(gòu)成:圖像采集模塊、圖像處理模塊和圖像傳輸模塊。

2.1 圖像采集模塊

該模塊主要由兩組CMOS攝像頭和云臺(tái)組成。該模塊的接口信號(hào)見(jiàn)圖2。

攝像頭采用韓國(guó)現(xiàn)代的HV7131R和五層玻璃透鏡。HV7131R采用0.3μm的CMOS工藝,有效像素30萬(wàn),功耗低于90mW,具有曝光控制、增益控制和白平衡處理等功能,最大幀率30fps@VGA。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的I2C接口設(shè)置HV7131R的內(nèi)部寄存器,可以調(diào)節(jié)圖像的曝光時(shí)間、分辨率、幀率、RGB增益、鏡像等。HV7131R輸出10位的RGB原始數(shù)據(jù),本系統(tǒng)采用了其中的高8位。多層玻璃透鏡可以濾除波長(zhǎng)大于630nm的紅外線(xiàn),并采用超焦距對(duì)焦方式,最小成像距離為3cm。
　　
攝像頭借助云臺(tái)跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo),水平旋轉(zhuǎn)范圍為-180