基于大面阵CCD图像传感器的数字高清成像技术研究

OPT OpenIR > 中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前)

	基于大面阵CCD图像传感器的数字高清成像技术研究
	陈庆辉
学位类型	硕士
导师	曹剑中
	2009-05-01
学位授予单位	中国科学院西安光学精密机械研究所.
学位专业	通信与信息系统
关键词	Ccd图像传感器高清成像 fpga+afe Hdsdi接口自动白平衡
摘要	论文以某航天图像监视系统预研项目为背景进行展开，设计了一个符合当前发展需要的数字高清摄像机系统。摄像机为图像监视系统的重要组成部分，将外部场景通过光电成像，形成图像视频信号后返回至监视设备，进行实时监控。论文以大面阵CCD图像传感器为基础，结合当前先进的数字高清视频标准，研究了数字高清成像技术。系统采用输出信号符合SMPTE 274M标准的大面阵CCD——KAI-2093CM为光电转换器件，以FPGA+AFE为架构，以HDSDI为传输接口，进行数字高清摄像机的设计。系统采用AFE与FPGA联合为CCD提供驱动信号的方式，驱动CCD进行光电转换，产生模拟视频信号；在FPGA的全局控制下，利用AFE对模拟视频信号进行相关双采样、箝位、自动增益等处理，最后完成模数转换；FPGA作为核心处理器完成数字视频信号的彩色插值、彩色空间转换、自动曝光、自动白平衡等算法，从而完成对原始图像信号的一系列处理；最终FPGA将处理后的视频信号流组合成符合高清标准的并行视频信号，采用LMH0030进行并串转换后，由HDSDI接口送入高清监视器实时显示。论文针对传统的驱动时序产生方法进行了简化设计；对自动曝光和自动白平衡算法提出了新的思想，利用FPGA内部RAM和DSP成功完成视频图像的处理，并利用AFE的内部寄存器巧妙地完成了图像的白平衡；成功地将视频信号转换为符合SMPTE 292M的高清数字分量串行信号，实现了高清摄像，将摄像机的分辨率提高到1920×1080，成功实现了1920×1080/25/P的视频格式的输出。实验结果证明，该高清摄像系统能很好实现高清摄像，画面比传统的摄像系统更清晰，更容易进行实时显示，并且摄像机在整体方面达到小型化、彩色、高分辨率等要求，适合用于航空航天等领域的高清摄像。
学科领域	通信与信息系统
页数	78
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/12328
专题	中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前)
推荐引用方式 GB/T 7714	陈庆辉. 基于大面阵CCD图像传感器的数字高清成像技术研究[D]. 中国科学院西安光学精密机械研究所.,2009.

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