基于FPGA的彩色CCD图像信号处理技术的研究

OPT OpenIR > 中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前)

	基于FPGA的彩色CCD图像信号处理技术的研究
	孟楠
学位类型	硕士
导师	李自田
	2009-06-01
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	信号与信息处理
关键词	数字彩色成像技术彩色差值算法色度空间转换自动白平衡 Ccd Fpga
摘要	CCD彩色相机及其信号处理器的功能是将模拟的光信号图像经过彩色阵列滤镜后，照射到CCD感光器件并将其耦合为二维空间的电荷分布，经扫描和读出电路形成随时间变化的模拟电信号，再经模数转换电路变为数字化的图像数据，最后输送到数据处理系统进行色彩还原、自动白平衡等运算处理后，由数字接口连接到显示终端进行重现。由于近年来随着光电成像技术的迅猛发展，CCD彩色相机能够在空间和时间分辨率上同时获得更多的图像数据，从而更好地对目标进行识别。而随着空间和时间分辨率的增加，获取的彩色图像信息量会大大增加，为了满足图像采集系统对彩色图像信号的高分辨率采样以及图像输出的实时性要求，就需要对CCD图像采集系统进行特殊设计。本文从CCD工作原理入手，对彩色CCD相机电子电路部分进行了深入研究，设计了彩色CCD相机的整体方案和部分功能模块电路。在对各种CCD器件进行充分论证的基础上，选择了SONY公司的ICX285AQ 型CCD面阵器件作为本系统的图像传感器，并且计算出了在本系统中CCD器件的基准工作频率和行扫描速度。CCD器件的各个时钟的时序之间有着非常严格的对应关系，为了方便电路设计，并且提高系统的集成度、减小功耗，本系统采用FPGA来实现这些时钟信号。对直流的恢复、相关双采样和A/D转换电路，本文都详细的分析了其工作原理和实现方法。在实际设计中，采用了特殊的ADC芯片来完成这些电路的设计。这种特殊的ADC芯片内置了上述电路的功能模块，只要正确设计其工作时钟驱动电路，就能完成上述电路的功能。本文所设计的CCD彩色相机是通过SDI接口与高清显示设备相连的。本文试图对基于CCD图像传感器的彩色成像系统的工程实现方法进行研究，了解CCD彩色视频系统的开发规律，掌握开发方法，积累一定的理论知识和经验，对将来开发高性能的可应用于空间探测领域的高清彩色视频系统奠定理论和实践基础。
学科领域	信号与信息处理
页数	77
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/12354
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	孟楠. 基于FPGA的彩色CCD图像信号处理技术的研究[D]. 中国科学院西安光学精密机械研究所.,2009.

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