基于FPGA的高速CCD相机设计  

Design of High-speed CCD Camera Based on FPGA

作　　者：靳越[1] 李少清[1] 何红亮 郑剑海 JIN Yue;LI Shao-qing;HE Hong-liang;ZHENG Jian-hai(Zhangjiakou Vocational and Technical College,Zhangjiakou,Hebei 075000;Beijing Eternal Creative Technology Co.Ltd,Beijing 100085)

机构地区：[1]张家口职业技术学院,河北张家口075000 [2]北京杰创永恒科技有限公司,北京100085

出　　处：《张家口职业技术学院学报》2023年第1期55-57,共3页Journal of Zhangjiakou Vocational and Technical College

基　　金：河北省职业教育科学研究“十四五”规划课题“职业院校实训基地建设和管理机制改革创新的研究”(项目编号:JZY22348);张家口市科协调研课题(课题编号:ZJKKXD10);张家口市新能源(风电)技术创新中心项目的阶段性研究成果。

摘　　要：描述FPGA及CCD图像传感器并结合应用到高速相机。相机硬件结构包括CCD驱动电路、图像处理电路和电源电路。CCD驱动电路将图像处理电路产生的TTL时序转换成CCD图像传感器输出模拟图像信号所需时序,图像处理电路将模拟信号转化成数字信号以便于后续处理,并完成TTL时序生成、自动曝光控制、CFA去马赛克算法。所选的CCD器件是具有210fps全分辨率的KAI-0340,针对硬件实现研究了一种自动曝光算法适用于高速相机的自动曝光时间设置,实现满足图像质量要求的低复杂度去马赛克算法。This paper studies a FPGA based hardware used for high-speed camera.The hardware composes of CCD drive circuits,image processing circuits and power system.CCD drive circuits transfer the TTL timing produced by VHDL on FPGA to the level CCD needs.Image processing circuits are used for TTL timing,auto-exposure control,CFA demosaicing and sampling images.The chosen CCD image sensor is Kodak KAI-0340 with full resolution 210fps.We also study an auto-exposure control algorithm for high-speed camera and a CFA demosaicing algorithm for hardware implementation.

关 键 词：高速相机 CFA去马赛克 自动曝光 FPGA 

分 类 号：TP75[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]