基于單芯片和USB總線的高精度線陳CCD圖像采集系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著電子技術(shù)、多媒體技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，以CCD為采集數(shù)據(jù)源的圖像采集技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步，各類圖像采集設(shè)備層出不窮。線陣CCD圖像采集系統(tǒng)作為圖像采集系統(tǒng)的一個重要分支，廣泛運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、軍事偵察等各方面，有十分重要的意義。 目前，絕大多數(shù)基于線陣CCD的圖像采集設(shè)備都是采用分離模塊搭建，這類系統(tǒng)實現(xiàn)比較復(fù)雜，開發(fā)難度較大，周期較長，不便于成本的控制，而且系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，干擾大，很難達(dá)到高精度成像的要求。

2、 為此，我們提出采用單芯片、線陣CCD和USB接口技術(shù)研究高精度圖像采集系統(tǒng)的課題，以解決原有圖像采集系統(tǒng)穩(wěn)定性不高、干擾大、成本高等一系列問題。 本研究設(shè)計實現(xiàn)的系統(tǒng)，所采用的CCD器件像元數(shù)高達(dá)10550×3。核心處理芯片采用功能強(qiáng)大的LM9833。該芯片集成了CCD傳感器時序控制、兩種光照模式控制、模擬信號前端處理、數(shù)字信號處理、微型步進(jìn)電機(jī)控制和USB接口等功能模塊，能完成從對CCD輸出圖像信息的采集，到最后處理

3、成計算機(jī)能識別的數(shù)字信息的操作。計算機(jī)通過與硬件采集系統(tǒng)相連的USB接口獲取圖像信息，并最后在應(yīng)用程序中還原所采集的圖像。 作者深入分析了系統(tǒng)各功能模塊結(jié)構(gòu)和工作原理，針對本系統(tǒng)的需要設(shè)計了完整的工作原理圖，并在Proter DXP中繪制了系統(tǒng)的PCB版圖，完成了對PCB電路板的安裝調(diào)試。 為實現(xiàn)圖像采集設(shè)備和上層應(yīng)用程序之間的互連，在軟件方面，系統(tǒng)采用國際上通用的TWAIN標(biāo)準(zhǔn)，使得基于此標(biāo)準(zhǔn)的不同的圖像設(shè)備可以方便地

4、和支持此標(biāo)準(zhǔn)的各類圖像處理軟件互連。并設(shè)計了設(shè)備所需的TWAIN標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)源，編寫了數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)源管理器之間的接口函數(shù)，實現(xiàn)了從應(yīng)用程序到數(shù)據(jù)源的通信，在數(shù)據(jù)源內(nèi)嵌入了友好的用戶操作界面，便于使用者通過界面配置系統(tǒng)圖像采集的各類參數(shù)。 基于WDM的驅(qū)動程序模型，開發(fā)了圖像采集設(shè)備的USB底層驅(qū)動程序，成功實現(xiàn)了系統(tǒng)硬件部分和軟件部分的數(shù)據(jù)傳輸。該驅(qū)動程序采用Windows靜態(tài)圖像模型的COM接口，并封裝成為DLL形式，方便系統(tǒng)加載