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CCD图像采集解决方案

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发表于 2009-4-8 11:16:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
近几天看到论坛里有很多网友遇到CCD图像采集的麻烦,我在最开始的时候也为这个烦恼过,由于本人比较菜,在度过大概半个月的绝望日夜后,在刚准备放弃时突然发现我已经采集到正确的图像了。特再次分享,希望能解决大家当前遇到的麻烦。
      在采集图像之前,我们首先要知道摄像头输出信号的特性。目前的模拟摄像头一般都是PAL制式的,输出的信号由复合同步信号,复合消隐信号和视频信号。其中的视频信号才是真正的图像信号,对于黑白摄像头,图像越黑,电压越 低,图像越白,电压越高。而复合同步信号是控制电视机的电子枪对电子的偏转的,复合消隐信号是在图像换行和换场时电子枪回扫时不发射电子。由于人眼看到的 图像大于等于24Hz时人才不会觉得图像闪烁,所以PAL制式输出的图像是25Hz,即每秒钟有25幅画面,说的专业点就是每秒25帧,其中每一帧有 625行。但由于在早期电子技术还不发达时,电源不 稳定,容易对电视信号进行干扰,而交流电源是50Hz所以,为了和电网兼容,同时由于25Hz时图像不稳定,所以后来工程师们把一副图像分成两场显示,对 于一幅画面,一共有625行,但是电子枪先扫描奇数场1,3,5.....,然后再扫描2,4,6.....,所以这样的话,一副图像就变成了隔行扫描, 每秒钟就有50场了。其中具体的细节请参考这个网站
电视原理与系统
http://courseware.ecnudec.com/zsb/zjx/zjx09/zjx090000.htm
只用看前面的黑白全电视信号和PAL制式就可以了(当然如果感兴趣可以全部看完)。

     通过上面的内容如果你对PAL制式信号了然于心,那么就可以开始图像的采集了,PAL输出的信号有复合同步信号,复合消隐信号和视频信号。那么我们首先就是要从这三种信号中分理出复合同步信号,复合消隐信号和视频信号,以便我们对AD采样到的值进行存储,从而形成一幅画面。具体如何分离,我们使用的是LM1881视频同步分离器件,具体的硬件连接请参看论坛内相关文章(论坛里有介绍LM1881的文章,自己搜吧,我不重复了)。
   分离出行场同步,奇偶场信号后,就把他们接到单片机的外部中断口,产生中断,在中断服务程序中对AD采集到的数据进行图像存储,从而形成一个二维数组的数字图像。
   下面就说说图像采集方案,方法有多种,但我使用的方案是在行终端中读取AD采样的灰度值,在场同步中交换图像采集和处理缓存指针,并对图像进行处理,然后控制小车,在主函数中只有初始化和键盘扫描和串口输出函数。这样做效率比较高,而且可以把调试和图像采集处理分开,变成起来比较方便。
   大家遇到的还有一个很棘手的问题可能是AD采样频率该设置多大呢?建议大家先通过PLLL超频,然后把AD时钟频率设置的高点才行。
下面就把我的代码贴给大家看看吧。

void vPLLInit(void)//锁相环初始化
{                                  //BUS-CLOCK=PLL-CLOCK/2=32M
   REFDV = 1;  // set the REFDV register 16M*2*(3+1)/(1+1)=64M
   SYNR =3;    // set the SYNR register to give us a 64 MHz PLL-clock.
    asm nop    // nops required for PLL stability.
    asm nop
    asm nop
    asm nop
   while ((CRGFLG&0x08)==0); // wait here till the PLL is locked.
   CLKSEL|=0x80;             // switch the bus clock to the PLL.
}
设置总线时钟为32M

void vECTInit(void)//定时器初始化
{
  TIOS =0x00;    //设为输入捕捉
  TSCR1=0x80;    //定时器使能
  TSCR2=0x83;    //允许定时器溢出中断,定时器时钟32M/(2^3)=4M
  TCTL4=0xAA;    //触发电平:下降沿
  TIE  =0x07;    //开中断
  TFLG1=0xFF;    //清除中断标志
}

输入捕捉的1,2通道接行场中断。

void vADInit(void)//AD转换初始化程序
{
//ATD1设置
//上电,标志位快速清零,忽略外部触发,执行一次停止,中断禁止。
  ATD1CTL2  = (ATD1CTL2_AFFC_MASK | ATD1CTL2_ADPU_MASK);

//转换序列长度为1,FIFO模式,Freeze模式下继续转换。|ATD0CTL3_FIFO_MASK
  ATD1CTL3  = (ATD1CTL3_S1C_MASK);

//8位精度,2AD采样周期,采样长度8。
//ATDClock=[BusClock*0.5]/[PRS+1]  ; PRS=15, divider=32
  ATD1CTL4  =(ATD1CTL4_SRES8_MASK|ATD1CTL4_PRS0_MASK);
   
//右对齐无符号,扫描模式连续采样,单通道采样//多通道采样|ATD0CTL5_MULT_MASK。
  ATD1CTL5  = (ATD1CTL5_DJM_MASK|ATD1CTL5_SCAN_MASK);

//禁止数字输入缓冲
ATD1DIEN=0x00;
}

ATD1的0通道用于AD转换

下面是真正的图像采集程序  
//当前采样图像的行和列。
unsigned int ui_SampleRow=0,ui_SampleColumn=0;

//图像数据缓存
unsigned char uca_Buffer1[IMAGE_ROW][IMAGE_COLUMN];
unsigned char uca_Buffer2[IMAGE_ROW][IMAGE_COLUMN];

//指向当前采集数据采样缓存首地址的指针
unsigned char *puca_BufferSample=&uca_Buffer1[0][0];
//指向当前处理数据采样缓存首地址的指针
unsigned char *puca_BufferProcess=&uca_Buffer2[0][0];

//用于图像采集和处理交换缓存。(注意:在每次交换指针后保证puca_BufferTemp与puca_BufferSample相同)
unsigned char *puca_BufferTemp=&uca_Buffer1[0][0];

#pragma CODE_SEG NON_BANKED
//输入捕捉2通道中断函数,行同步 ,用于数据采集。
void interrupt 10 vIC2ISR(void)   
{
  unsigned char ucTemp;
  unsigned char *pucTemp;
  TFLG1_C2F=1;
  
  if(ui_SampleRow>=SAMP_ROW_START&&ui_SampleRow

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发表于 2009-4-24 13:14:46 | 显示全部楼层

RE:CCD图像采集解决方案

好贴,又学到一些新东西;

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发表于 2009-5-2 10:27:44 | 显示全部楼层

RE:CCD图像采集解决方案

这是个很简单易用的方法,
如果需要高分辨率的方案,最好选择CCD摄像头,而不是CMOS
同时可以使用SAA7113一类的视频解码芯片,自动将模拟视频信号转换成标准YUV数字信号,接下来使用FIFO或其他方式,进行数字采集,以达到最佳效果
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发表于 2009-5-6 12:21:49 | 显示全部楼层

回复:CCD图像采集解决方案

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发表于 2009-5-27 15:55:35 | 显示全部楼层

RE:CCD图像采集解决方案

用我的高速视频AD采集模块,视频采集就变得非常容易
效果远比片内的Ad好

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发表于 2009-12-10 18:50:52 | 显示全部楼层

RE:CCD图像采集解决方案

好贴,感谢楼主1

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发表于 2010-3-9 20:20:01 | 显示全部楼层

RE:CCD图像采集解决方案

好啊!感谢楼主!

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发表于 2010-4-18 02:11:24 | 显示全部楼层

RE:CCD图像采集解决方案

不错!很有用的 啊啊啊啊啊啊哦
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