基于MT9M111的视频采集系统该如何去设计？

1063 影像传感器 MT9M111 视频采集系统

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 一种基于影像传感器MT9M111的视频采集系统设计与实现 0
2021-6-4 06:09:16　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 16 个回答。邀请回答 ChristineGu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 HengDu 该类别下有 16 个回答。邀请回答 dfasda 该类别下有 15 个回答。邀请回答 nhonglan 该类别下有 15 个回答。邀请回答 yonglanzhang 该类别下有 15 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 14 个回答。邀请回答 muwersddg 该类别下有 14 个回答。邀请回答杀狼000 该类别下有 14 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 14 个回答。邀请回答 C880U 该类别下有 14 个回答。邀请回答 jhdfvs 该类别下有 14 个回答。邀请回答 billbian 该类别下有 13 个回答。邀请回答 a732538 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hrtuoyu 该类别下有 13 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 13 个回答。邀请回答 thyysbk 该类别下有 13 个回答。邀请回答凡人wlj 该类别下有 13 个回答。邀请回答 kszdj113 该类别下有 13 个回答。邀请回答飞雪9366 该类别下有 13 个回答。邀请回答举报王海燕相关推荐 • 如何采用FPGA设计一款数字视频接口转换设备？ 1414 • 请问怎样去设计一种数字视频转换接口？ 2042 • 请教C5509A读取CMOS摄像头MT9M001（snapshot） 3797 • cc3200 视频打不开 902 • 请问怎样去设计一种视频图象采集系统？ 1449 • 基于FPGA和ARM的视频采集处理系统该怎么设计？ 1584 • 请问数据采集系统该如何去设计？ 1327 • 请问MT9M001C12STM输出的raw数据怎么处理 2371 • 请问BF533采集MT9v032有竖条纹和白点是什么原因？ 2266 • CC3200能支持拍照，看视频吗？ 4432 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　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。　　　　图1 基于SoC影像传感器的视频采集系统　　系统软/硬件设计　　系统软/硬件设计由3部分构成：图像采集/存储模块、图像传输模块和USB驱动/主机应用程序模块。　　图像采集/存储模块　　该模块主要由FPGA的控制逻辑将成像芯片MT9M111采集到的图像数据实时地传送到SRAM中。在系统中采用双帧存结构，每个由一片IS61WV20488 SRAM构成，能够存放一帧1280×1024分辨率的图像数据。由于采用了乒乓机制，两片存储器之间交替工作，从而使图像的采集和传输并行进行。为确保在任何时刻只有一片SRAM可以读取采集到的图像数据，设置了一个读互斥锁，同样，只有一个SRAM可接收采集到的图像数据，因此，又设置了一个写互斥锁。需要注意的是，由于图像传感器的图像数据输出速度要比USB2.0传输速度慢，所以，当读完SRAM2的数据以后，需要等待另一片SRAM1完成写图像数据后，才可以向SRAM2写入下一帧图像数据，而SRAM1无需等待便可以直接进行读取图像数据的工作，如此循环往复，实现了并行工作，有效地提高了系统的工作效率。图2为系统控制电路的原理框图，FPGA内部各个模块均采用Verilog HDL编写。　　　　图2 FPGA控制电路框图　　图像传输模块　　采集完一帧图像后，要经过USB时钟信号控制模块将外部RAM中的图像数据读入到主机。在本图像采集系统中，使用CY7C68013的Slave FIFO异步工作方式，把FIFO配置成和EP2端口相连、每个数据包1024字节、4缓冲的方式，块传输模式。这样的设置可以满足系统要求，同时也有效地利用了内部的4kB FIFO来传输采集到的图像数据，系统控制使用了FALGB信号引脚，用来报告“FIFO满”的状态，默认为低电平有效。本文采用的是自动输入方式，当FIFO中的数据满一定量时，EZ-USB-FX2就直接通过FIFO把数据传送到USB收发器，而不经过CPU的干预，这样就提高了传输速度，本系统当FIFO满1kB时开始自动发送。　　USB驱动和主机应用程序模块　　USB设备驱动程序的开发是USB系统开发的难点，尤其是在本系统传输数据量大且速度要求高的情况下，就要编写出高效的USB设备驱动程序，才能保证高分辨率图像的实时传输。本系统采用DDK来开发WDM驱动程序。实际上，USB 客户驱动程序中包含大量的例程，对开发驱动程序有很大的帮助。主机应用程序的主要功能是通过USB接口读取图像数据并实时显示动态图像。为提高主机应用程序的效率，可以使用双线程。　　结语　　本系统采用具有130万像素的影像传感器MT9M111，保证了图像质量，采用USB2.0接口芯片CY7C68013保证了图像的实时传输，且设计灵活，为实现各种图像处理算法提供了软/硬件支持。

2021-6-4 16:09:52 评论举报任娟娟