高帧频低拖尾帧转移CCD驱动技术

帧转移CCD在先进高光谱遥感技术中具有非常重要的应用价值,而拖尾问题是其在高光谱成像等高帧频应用中存在的最大障碍之一。为了减小拖尾的影响,建立了驱动器、PCB传输线及CCD内部结构一体化的驱动信号传输模型,比传统模型能更准确地预测CCD内部和外部的驱动信号波形;仿真对比了各种典型参数对CCD驱动信号波形的影响,仿真与实测结果具有很好的一致性。根据仿真结果进行了高帧频帧转移CCD驱动电路的优化设计,实现了100 ns的行转移时间,在500 fps的帧频下获得了拖尾系数小于1%的驱动效果,为进一步提高CCD的工作帧频提供了保障。     

高帧频CCD图像传感器驱动时序设计

针对某高帧频CCD可见光相机的设计要求,提出一种可行的驱动时序设计方法.采用Samoff公司的VCCD512H面阵CCD传感器.结合多通路数据传输的思路分析了传感器驱动时序关系,以Xilinx公司的FPGA芯片XQ2V3000作为时序发生器并实现数据缓存,从而实现了时序发生器与数据缓存的一体化设计.在Xilinx-ISE9.1i开发环境下采用VHDL语言编程,通过Modelsim SE6.2b实现仿真,结果满足设计要求.     

高帧频数字摄像机显示系统设计

以Camera Link接口的高帧频数字摄像机具有输出帧频高、数据量大的特点,常规的监视器无法直接显示,限制了其在实时监测方面的应用,因此,高帧频数字摄像机的实时全分辨率显示具有重要意义。本文分析了高帧频摄像机数字口输出工作时序,针对其数据量大的特点,提出利用FPGA外部扩展SDRAM的方式存储缓冲图像数据的解决方案。该方案可灵活抽取SDRAM存储的部分数据帧来显示,实现高速图像数据流的帧频变换和时钟域变换,在相应的显示时序控制下,通过DAC转换成VGA视频格式以满足显示设备的需要,实现视频图像的稳定显示。     

基于CPLD的高帧频CMOS相机驱动电路设计

依据Micron公司MI-MV13型高帧频互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器驱动控制时序关系,设计了高帧频相机驱动控制时序.选用Actel公司复杂的可编程逻辑器件及其开发系统,并利用硬件描述语言实现了驱动时序及控制时序.实验表明,设计的控制驱动时序完全能满足图像传感器的要求.     

基于SOPC的高帧频数字图像采集显示系统

为了代替PC机对高帧频数字图像进行实时采集显示,使用片上系统(SOC)和可编程片上系统(SOPC)的设计方法,设计了基于NiosⅡ软核的嵌入式图像采集显示系统。依据系统功能需求设计出系统架构,给出了系统各个功能模块的设计方法,对系统中接口模块的信号时序和图像数据缓存处理架构进行了软件编写及仿真。描述了应用该系统所进行的高帧频图像采集显示实验,并分析了系统性能。实验结果表明:对于帧频高达1 230帧/s、分辨率为128×128的图像源,该系统可以对其进行实时的采集显示。满足了降低成本、节约空间、提高系统稳定性和工作带宽的要求。     

高分辨率大面阵CCD相机的高帧频设计

目前采用高分辨率全帧CCD FTF4052作图像传感器的航拍相机帧频一般不超过1 f/s,不能满足高帧频应用.文章对FTF4052基本驱动电路进行了改进,利用CCD四个输出放大器进行同时输出,使最高帧频达到了3.4 f/s.介绍了四路输出时CCD驱动时序、前端处理电路、直流偏置电路、接口电路等的设计.改进后的驱动电路能满足多种航拍相机的应用要求.     

256×256高帧频可见光CCD的研制

采用三相全帧帧转移结构和常规的CCD工艺,设计并研制了一种高速摄像用256×256元高帧频可见光CCD成像器件.器件光敏元采用MOS结构,尺寸为10μm×10μm,4信号抽头输出,占空比100%.测试结果表明,器件工作波长为0.4～1.1 μm,光灵敏度为0.05 lx(峰值波长处,积分时间40 ms),帧速为500帧/秒,动态范围大于等于54 dB,响应非均匀性小于等于2%.     

基于 Camera Link 接口的高帧频数字图像采集显示系统

设计了基于 FPGA 的嵌入式图像采集显示系统,并对该系统采用的接口协议、匹配端口和软硬件架构进行了研究.给出了系统各个功能模块的设计方法,对系统中接口模块的信号时序和图像数据缓存处理架构进行了软件编写及仿真.实验结果表明:满足了降低成本、节约空间、提高系统稳定性和工作带宽的要求.     

基矛CPLD的高帧频CMOS相机驱动电路设计

依据Micron公司MI-MV13型高帧频互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器驱动控制时序关系,设计了高帧频相机驱动控制时序。选用Actel公司复杂的可编程逻辑器件及其开发系统,并利用硬件描述语言实现了驱动时序及控制时序。实验表明．设计的控制驱动时序完全能满足图像传感器的要求。     

高帧频面阵CCD探测器应用技术研究

分析了高帧频帧转移面阵CCD的工作机制,设计了驱动电路和信号处理电路,获得了帧频为130帧/秒的高清晰图像,并提出了一种采用遮光板来提高帧频的新方法.该方法将帧频提高到了400帧/秒,具有较高的有效曝光比,并进一步改善了图像的质量.     

高帧频大面阵CCD相机大容量存储与高清显示系统

为了解决高帧频大面阵CCD相机图像数据量较大、存储实时性较低、高清图像显示中灰度级损失等问题,设计了一种大容量存储与高清显示系统.首先,结合高帧频大面阵CCD相机的特点,详细介绍了大容量存储与高清显示系统的组成;其次,为了满足面阵CCD相机高数据率的存储需求,对SATA硬盘Ultra DMA模式的读写方式进行了针对性的设计;然后,详细阐述了12 bit高清显示器DVI接口的设计;最后,对系统的存储速率进行了测试,并且对普通显示器和高清显示器显示的图像进行了比较.实验结果表明:系统在Ultra DMA模式下实际传输速率最高可以达到85Mb/s,12 bit高清显示器显示图像的对比度更强、层次更分明,提高了面阵CCD相机图像数据存储的实时性,同时保证了高灰度级图像的无损失显示.     

基于FPGA的大面阵CCD高帧频驱动电路设计

介绍了Dalsa公司的33M像素大面阵CCD的内部结构,着重分析了该款CCD的驱动时序.针对大面阵CCD图像传感器帧频较低的缺点,设计了基于现场可编程逻辑门阵列的驱动电路.改进了CCD芯片的偏置电压电路,提出了4 路同时输出以提高帧频的电路设计方法,最高帧频可达2.7帧/s ,相比单端输出时的0.7帧/s提高了约4倍.选用FPGA作为核心器件,使用VHDL语言设计驱动时序,在ISE和Modelsim环境下对所设计的驱动时序发生器进行仿真实验.实验结果表明,所设计的驱动电路能够满足大面阵CCD高帧频应用.     

高帧频CCD数据采集处理系统的设计

针对某高帧频CCD相机的设计要求,提出一种可行的CCD数据采集处理方法.由FPGA为CCD、A/D变换器提供控制信号,利用多通路数据传输的结构实现了高速图像数据的同步采样,并由高速A/D芯片AD9942实现数据的模/数转换.创新性地将控制信号和数据缓存集成在一片FPGA上,仿真结果能够很好地实现CCD高速数据采集处理.     

空间光通信中高帧频相机动态调光技术研究

为了满足空间光通信精密跟踪的需求,在信标光路中保证光电探测器接收到的激光能量稳定不变,研制了满足大气环境下动态光强稳定装置。对该装置所采用的基于液晶的高帧频相机动态调光技术进行研究。通过与传统机械调光、电子快门调光相比较,验证基于液晶的高帧频相机动态调光技术的可行性。结合空间光通信系统的特点,阐述基于液晶的动态调光原理。介绍了基于液晶的动态光强稳定装置系统组成,给出实验数据和结果。结果表明:采用液晶光束衰减器对高帧频CCD相机进行动态调光,可以实现在无机械运动部件条件下对信标激光能量进行自动控制,从而保证探测器接收到的激光能量稳定。因此在空间光通信中,基于液晶的高帧频相机动态调光技术是可行的,而且有着广阔的应用前景。     

基于FPGA的全帧型面阵CCD航空相机像移补偿

通过对全帧型面阵CCD像移补偿时序的分析,利用FPGA作为像移补偿时序发生器,设计了其驱动系统。以全帧型面阵CCD芯片FTF4052M为例,给出了利用FPGA作为像移补偿时序发生器的设计方法,并完成了像移补偿时序电路的软件仿真及其硬件电路测试,在实际CCD成像中验证了像移补偿效果。实验证明该方法能够实现全帧型CCD相机的像移补偿。     

机载多波段偏振CCD相机原理样机的电子学系统设计研究

简要介绍了机载多波段偏振CCD相机原理样机的物理原理，详细说明了其电子学系统的设计目标及关键模块的实现方法。