多CCD图像采集平台的设计与实现

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数字X射线成像技术较传统成像技术在成像速度、成像质量、图像分辨率、图像传输、图像存储和图像显示等方面具有显著的优势,在医学影像领域具有广泛的应用和发展前景。高分辨率、高信噪比、大面积成像的数字X射线成像系统的体积通常都比较大,为了实现系统小型化可移动,本文提出了多CCD图像采集平台的设计方案,该平台作为数字X射线成像系统的一部分,其研究具有重要的意义。  本文针对Truesense公司生产的CCD图像传感器KAI-01050,采用CCD信号处理器AD9928作为模拟前端,设计了多CCD图像采集平台。主要研究内容包括:多CCD图像采集平台的硬件电路设计与控制时序设计。在多CCD图像采集平台硬件电路设计中通过AD9928内置的水平时钟、垂直时钟和电子快门时钟发生器产生完整可靠的CCD驱动信号,节省了FPGA的资源。因AD9928产生的时钟驱动电平不能满足CCD图像传感器KAI-01050的电平要求,所以需要在AD9928之后增加驱动电路,包括水平驱动转换电路、垂直驱动转换电路和电子快门驱动转换电路。在多CCD图像采集平台控制时序设计中为了产生KAI-01050各个电压的上电顺序,FPGA通过配置D/A转换器LTC1665的寄存器,控制多CCD图像采集平台的上电顺序。其中,FPGA配置两片AD9928的寄存器,使其分别工作在主、从模式,并为KAI-01050提供时序驱动,输出正确的模拟图像信号;之后AD9928对KAI-01050输出的模拟图像信号进行直流复位、相关双采样、暗电平钳位和自动增益等处理,输出数字图像信号;最后FPGA通过LVDS接口接收数字图像数据,并对其做进一步处理。  实验表明,本文所设计的多CCD图像采集平台在确保医疗影像性能要求的前提下大大降低了系统的体积,实现小型化的功能。
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