多功能集成化的數字圖像處理系統的製作方法
2023-10-08 19:47:24
專利名稱：多功能集成化的數字圖像處理系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及用於光電探測領域，接收由光學相機傳遞來的含有目標 的圖像，通過分析、處理得到目標位置及其他目標特性。此外該實用新型還 根據光電探測的具體要求對光學鏡頭進行調焦、變倍、調光並且在觀測屏幕 上顯示相應字符信息，以便於光電探測。
背景技術：
在一個完整的數字圖像處理系統中應該包括相機單元、相機的調光調焦 變倍單元即相機的控制單元、圖像處理單元，此外在一些特定應用中還要求 觀測畫面上顯示一些特定字符，這就要求還要有屏幕特定位置特定字符的顯
示單元，各單元之間通過串口實現通信。各單元由不同的CPU進行控制工作。
由於數字圖像的處理、相機的控制、屏幕特定字符的顯示控制均需要實時性， 因此數據處理十分頻繁，此外相機的各項控制和屏幕各項字符的顯示均要配 合數字圖像處理的要求，這就需要三者實時通信以確保各部分協調工作。這 樣一來要使整個數字圖像處理系統有效工作，各部分不僅要完成自身的工作， 還要及時準確的接收來自其他部分指令以便指導自身工作，各單元工作都異 常繁忙，處理不好常常出現通信阻塞的情況，造成系統的不穩定。有時為了 保證系統的穩定工作，在以上各部分基礎上還增加數據通信管理單元。通過 以上介紹可以看出原有的數字圖像處理系統結構複雜、存在不穩定性、實現 單元過多，成本比較高。 發明內容
本實用新型的目的是提出一種多功能集成化的數字圖像處理系統，以克 服現有光電探測技術中數字圖像處理系統組成單元過多、結構複雜、工作穩 定性差、成本比較高的缺點。本實用新型多功能集成化的數字圖像處理系統，包括數字圖像處理器件(DSP)、信號轉換器、可編程邏輯器件(FPGA)、單片機、調光調焦驅動電 路、字符疊加電路，相機發出的數字圖像信號通過LVDS總線接口接入所述 信號轉換器，將LVDS制式信號轉換為TTL制式信號，轉換後的TTL制式信 號接入到所述可編程邏輯器件(FPGA)，可編程邏輯器件(FPGA)分別通過 地址總線和數據總線與所述的圖像處理器件(DSP)、單片機和調光調焦驅動 電路進行雙向連接，即可編程邏輯器件將數字圖像信號通過一定時序傳遞 給數字圖像處理器件(DSP)，圖像在數字圖像處理器件中進行處理，圖像處 理器件(DSP)以一定時序向可編程邏輯器件(FPGA)發送由圖像得到的測 量目標信息；可編程邏輯器件將由DSP得到的測量目標信息傳遞給單片機， 單片機向可編程邏輯器件發送調光調焦變倍及要在屏幕上顯示疊加字符的指 令；可編程邏輯器件把從數字圖像處理器件和單片機得到的有關調光、調焦、 變倍指令信息發送給調光調焦驅動電路，實現調光調焦的控制和接收實際固 定在電機上的光電開關反饋回來的當前變倍電機和調焦電機是否到限位點的 信息；可編程邏輯器件(FPGA)和所述的字符疊加電路進行單向信息連接， 可編程邏輯器件把由單片機得到的字符信息發送給字符疊加電路，實現在屏 幕指定位置顯示特定字符。本實用新型將數字圖像處理、屏幕特定字符顯示、相機的調光調焦集成 到一塊板卡中實現，它集成了數字圖像處理功能、相機調光調焦功能、屏幕 特定字符顯示功能。該集成化的數字圖像處理器與原數字圖像處理系統相比， 減少了系統的複雜程度，並且由於所有單元由一個數字處理單元完成，提高 了系統的穩定程度、減少了系統成本。
圖1是本實用新型多功能集成化的數字圖像處理系統組成結構框圖；圖2是本實用新型電路原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出的實施例對本實用新型作進一步詳細說明。參照圖1， 一種多功能集成化的數字圖像處理系統，包括數字圖像處理器件l、信號轉換器3、可編程邏輯器件4、單片機5、調光調焦驅動電路6、 字符疊加電路7。相機發出的數字圖像信號通過LVDS總線接口 2接入所述 信號轉換器3，將LVDS制式信號轉換為TTL制式信號，轉換後的TTL制式 信號接入到所述可編程邏輯器件4，可編程邏輯器件4分別通過地址總線和 數據總線與所述的圖像處理器件1、單片機5和調光調焦驅動電路6進行雙 向連接。即可編程邏輯器件4將數字圖像信號通過一定時序傳遞給數字圖 像處理器件1，圖像在圖像處理器件1中進行處理，圖像處理器件1以一定 時序向可編程邏輯器件4發送由圖像得到的測量目標信息數據；可編程邏輯 器件4將該信息傳遞給單片機5;單片機5向可編程邏輯器件4發送調光調 焦變倍及要在屏幕上顯示的字符指令；可編程邏輯器件4把從數字圖像處理 器件1和單片機5得到的有關調光、調焦、變倍指令信息發送給調光調焦驅 動電路6，實現調光調焦的控制和接收實際電機反饋回來的信息；可編程邏 輯器件4和所述的字符疊加電路7進行單向信息連接，可編程邏輯器件4把 由單片機得到的字符信息發送給字符疊加電路7，實現在屏幕指定位置顯示 特定字符。參照圖2，本實用新型的工作原理是，相機信號經過LVDS總線接口 2 進入信號轉換器3，該總線包括圖像數據D+[3:0]、 D.[3:0]、 TCLK+、 TCLK-， 均是成對的LVDS差分信號。這些LVDS制式信號經DS90LV288型信號轉換 器3變成TTL制式的圖像數據OUT[9:0]、像素時鐘CLK信號，該信號再輸 入到可編程邏輯器件(FPGA) 4中；圖像信號及像素時鐘信號由可編程邏輯 器件(FPGA) 4以標準視頻時序傳入圖像處理器件1，圖像處理器件l為一 TMS6000系列DSP晶片。可編程邏輯器件(FPGA) 4與圖像處理器件1的 信號傳輸為雙向的，其中AD[31:0]、 DD[9:0]分別為地址總線和數據總線，分 別傳遞圖像數據及通信數據，其中圖像處理器件1數據的接收是通過地址譯 碼來得到，當解碼不符合接收條件時，數據不接收，這時的數據傳遞給字符 疊加電路7。可編程邏輯器件(FPGA) 4和型號為'ADUC812DS的單片機55也進行雙向連接。該單片機主要把要顯示的字符信息傳遞給可編程邏輯器件(FPGA) 4，可編程邏輯器件(FPGA) 4依據這些信息向字符疊加電路7發 送相應數據；字符疊加電路7對這些數據進行分解，疊加在經過DA轉化的 圖像數據上一起在監視器上顯示，這裡DA轉換晶片為Bt864，字符疊加電路 7採用的是字符疊加晶片MAX422。圖像的調光、調焦、變倍由可編程邏輯 器件(FPGA) 4向調光調焦驅動電路6發送指令信號，圖中標示的L代表調 光信號、F代表調焦信號、MF代表變倍信號，這些信號發送給調光調焦驅動 電路6以驅動電機，從而控制相機的機械機構運動。
權利要求1.一種多功能集成化的數字圖像處理系統，包括數字圖像處理器件1、信號轉換器3、可編程邏輯器件4、單片機5、調光調焦驅動電路6、字符疊加電路7，其特徵在於相機發出的數字圖像信號通過LVDS總線接口2接入所述信號轉換器3，將LVDS制式信號轉換為TTL制式信號，轉換後的TTL制式信號接入到所述可編程邏輯器件4，可編程邏輯器件4分別通過地址總線和數據總線與所述的圖像處理器件1、單片機5和調光調焦驅動電路6進行雙向連接，即可編程邏輯器件4將數字圖像信號通過一定時序傳遞給數字圖像處理器件1，圖像在圖像處理器件1中進行處理，圖像處理器件1以一定時序向可編程邏輯器件4發送由圖像得到的測量目標信息；可編程邏輯器件4將該信息傳遞給單片機5；單片機5向可編程邏輯器件4發送調光調焦通信指令及要在屏幕上顯示的字符指令；可編程邏輯器件4把從單片機5得到的有關調光、調焦、變倍指令信息發送給調光調焦驅動電路6，實現調光調焦的控制並且接收實際固定在電機上的光電開關反饋回來的當前變倍電機和調焦電機是否到限位點的信息；可編程邏輯器件4和所述的字符疊加電路7進行單向信息連接，可編程邏輯器件4把由單片機得到的字符信息發送給字符疊加電路7，實現在屏幕指定位置顯示特定字符。
專利摘要本實用新型涉及一種對光學相機傳遞來的圖像，處理得到目標位置及其特性的多功能集成化的數字圖像處理系統，包括數字圖像處理器件、信號轉換器、可編程邏輯器件、單片機、調光調焦驅動電路、字符疊加電路，相機發出的數字圖像信號通過信號轉換器，將TTL制式信號接入可編程邏輯器件，可編程邏輯器件分別通過地址總線和數據總線與圖像處理器件、單片機和調光調焦驅動電路進行雙向連接；可編程邏輯器件和字符疊加電路進行單向信息連接，可編程邏輯器件把由單片機得到的字符信息發送給字符疊加電路，實現在屏幕指定位置顯示特定字符。與原數字圖像處理系統相比，減少了系統的複雜程度，並且由於所有單元由一個數字處理單元完成，提高了系統的穩定程度。
文檔編號H04N7/18GK201107857SQ20072009457
公開日2008年8月27日 申請日期2007年11月12日 優先權日2007年11月12日
發明者川 吳 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所