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CCD(Charged Coupled Device,电荷耦合器件)是一种高性能的半导体光电器件,由于具有灵敏度高、噪声低、功耗小、成本低等特点,被广泛应用于航天、军事、工业现场及消费市场等领域。
由于数码照相机拍摄的图像受CCD靶面尺寸的限制,从而影响了整个系统的视场。为了实现360度周视高分辨率图像的采集,本课题利用线阵CCD设计了一套周视图像扫描系统。
本文首先分析了CCD的发展和应用,以及CCD的基本结构、工作原理、性能参数等,提出了系统的总体设计方案。
其次完成了实时图像采集系统中各功能模块的设计。选用TOSHIBA公司的彩色线阵CCD芯片TCD2252D作为本系统的图像传感器;选用CPLD芯片EPM7128S,在QuartusⅡ环境下利用VHDL编程语言设计了线阵CCD等驱动时序;对彩色线阵CCD三路输出信号进行了滤波等预处理;利用8位高速A/D转换芯片TLC5510A,对三路模拟信号进行分时A/D转换;然后利用USB2.0芯片CY7C68013A将转换后的图像数据送入上位机作进一步处理。
最后在Visual C++6.0开发平台下设计了实时图像采集的应用程序,主要完成位图的重建、预处理和存储等;设计了图像动态实时显示的模块,方便线阵CCD图像的实时监视,并进行了周视图像扫描的实验;针对线阵CCD旋转扫描建筑物造成的图像畸变作了简单的分析,并以多项式变换模型进行了图像畸变的初步校正。