随着生活的改变人们对图像质量的要求越来越高,因此对图像采集系统在带宽和实时性上提出了更高的要求。尤其是高清晰贝尔图像,因为它是由感光元件直接获取的原始数据,具有非常丰富的色域空间,例如有12位和16位,但是未经加工直接输出图像数据,数据量非常大。因此对图像采集系统性能上的要求更加苛刻。由于现有贝尔格式数据的获取都是高端相机才具有的功能,而高端相机非常昂贵。基于此开发高性价比的贝尔图像采集系统具有很大市场和应用空间。在高性能低价格的依据指导下,论文采用CMOS图像传感器,USB2.0微控芯片并结合PC的方案设计了高清晰贝尔图像采集系统。图像采集选用的是美光公司120万像素的MT9M033图像传感器,数据传输控制采用的是CYPRESS公司智能USB2.0芯片CY7C68013A,PC通过应用程序控制图像的采集,采集到的图像数据经由USB2.0通道传输给PC,最后PC对图像进行处理。设计过程分硬件和软件两部分。硬件设计包括图像采集模块、数据传输控制模块以及电源模块。PCB的设计在信号完整性分析的基础上完成,针对本系统的信号特性应用HyperLynx软件分析了关键网络的反射、串扰以及电源的地弹干扰,然后采用了传输线阻抗匹配、增加线距、以及配置合适的滤波电容的方法降低干扰,最终完成了硬件系统设计。软件部分由图像传感器设置程序、USB固件程序、USB设备驱动程序以及PC应用程序构成。CY7C68013A通过I2C接口对图像传感器的寄存器设置,按照本系统的要求设置图像传感器的寄存器值使它工作在线性模式以及完成合适的曝光寄存器设置。借助Keil公司的uVision2开发环境完成了USB固件程序,并针对USB设备驱动程序开发难度大的问题,通过改进CYPRESS通用驱动程序以适用于本系统。最后对整个系统进行了测试,在系统枚举成功和固件程序测试正确的基础上,利用BUS HOUND软件测试图像采集系统的数据传输速率,其速率能达到15MB/S。因此,这套系统可以完成高速图像数据的采集工作,也可以应用到视频监控领域,具有广泛的实用价值。