[實用新型]一種高分辨率的全數字圖像采集模塊

無效

• 申請號: 200620158066.4
• 申請日: 2006-11-07
• 公開（公告）號: CN200966106Y
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 王中宇;孟浩;付繼華
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N3/15
• 代理公司: 中國航空專利中心
• 代理人: 梁瑞林

技術領域

本實用新型屬于計量測試技術，涉及對圖像采集模塊的改進。

背景技術

隨著數字多媒體技術的不斷發展，數字圖像處理技術已經廣泛地應用于身份識別、可視電話、電視會議和視頻監控等多種民用、商用及工業領域。這些數字圖像處理系統的共同特點是數據吞吐量大，尤其是在對圖像分辨率和幀頻率要求比較高的場合下。以指紋識別系統為例，圖像分辨率的高低將直接影響指紋識別的性能。為了清晰地辨別出指紋中的特征信息，指紋圖像的分辨率至少要在500DPI(Dot?per?Inch)以上。為滿足不同手指大小以及采集方式的要求，圖像采集系統的尺寸都不能做得太小，一般控制在2英寸以上。這就要求圖像采集模塊的分辨率至少達到1024×768，目前通常采用分辨率為1280×1024即130萬像素的圖像傳感器。如果要做到實時采集和處理，幀頻率必須在15幀/s以上，這樣數據量將達到1280×1024×15×8＝150Mbit/s。

該系統中最核心的技術是實時圖像的采集和處理。圖像采集是進行圖像處理、壓縮和識別的基礎，圖像采集的速度、質量將直接影響到系統的整體性能。因此對高分辨實時圖像采集模塊的研制，具有重要的科學意義和廣泛的應用前景。

傳統的圖像采集系統以圖像傳感器CCD為主，通過視頻采集卡對視頻信號進行采集，通過相應的軟件傳輸給計算機。一定尺寸的CCD傳感器具有高分辨率的優點，但存在功耗高、外圍電路復雜和生產成本高等問題，不易與主流的CMOS技術集成于同一芯片中。并且圖像在進入計算機之前，采用模擬傳輸的方式受外界環境的影響較大，容易造成傳輸圖像的失真。加之輸出的模擬信號不易于與數字處理單元相銜接，必須外加視頻采集卡配合工作，而視頻采集卡的價格又比較昂貴，因此傳統的CCD圖像采集方式既不方便也不經濟。目前市場上以COMS圖像傳感器為核心的圖像采集系統，一般是以網絡攝像頭為主，很難達到高分辨率和實時傳輸數據的要求。

關于圖像采集裝置或模塊，雖然已有一些專利技術或文獻報道，但都不同程度地存在著一定的局限性。例如“一體化智能圖像采集器(申請號：CN03222021.9)”可以通過串行通信口、USB通信口和LAN口，連接后續處理設備，雖然適用范圍廣，但它將外界應用場合的攝像機視頻輸出端與圖像采集器的信號輸入端相連，不僅增加了系統成本，而且視頻圖像在傳輸過程中易受干擾而導致圖像失真。“高分辨率圖像采集裝置(申請號：CN00215562.1)”具有采集圖像清晰、造價低廉的優點，但其機械結構復雜，安裝使用不便，因此不易實現模塊化。“三維圖像采集系統(申請號：CN02154518.9)”雖然可以清晰地再現不同光照角度下物體的多幅數字化圖像的集合，但難以滿足許多場合實時性的要求。因此現有圖像采集裝置或模塊，均不能很好地應用于圖像分辨率和幀頻率要求比較高的場合。

發明內容

本實用新型的目的是：提出一種可以滿足高分辨率及高幀頻率實時傳輸要求的、大大降低硬件設備成本的高分辨率的全數字圖像采集模塊。

本實用新型的技術解決方案是：一種高分辨率的全數字圖像采集模塊，由圖像傳感器1、驅動電路2、USB控制器3和安裝在封裝殼體上的USB插頭組成。其特征在于，

(1)封裝殼體是一個截面為圓形或者矩形的筒體，在其一個端面上安裝有USB插頭，在其另一個端面上有一個窗口，該窗口與封裝在殼體內的圖像傳感器1的感光面位置對應；

(2)所說的圖像傳感器1是130萬像素彩色CMOS數字圖像傳感器，它的SIO_D和SIO_C端口通過I2C總線分別與驅動電路2的SDA和SCL端口連接；

(3)所說的驅動電路2是一個通過I2C總線與圖像傳感器1連接的、存儲著圖像采集模塊設備端固件程序的E²PROM存儲設備；