專利名稱：多功能集成化的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于光電探測領(lǐng)域，接收由光學(xué)相機傳遞來的含有目標(biāo)的圖 像，通過分析、處理得到目標(biāo)位置及其他目標(biāo)特性。此外該發(fā)明還根據(jù)光電 探測的具體要求對光學(xué)鏡頭進行調(diào)焦、變倍、調(diào)光并且在觀測屏幕上顯示相 應(yīng)字符信息，以便于光電探測。
背景技術(shù)：
在一個完整的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中應(yīng)該包括相機單元、相機的調(diào)光調(diào)焦 變倍單元即相機的控制單元、圖像處理單元，此外在一些特定應(yīng)用中還要求 觀測畫面上顯示一些特定字符，這就要求還要有屏幕特定位置特定字符的顯示單元，各單元之間通過串口實現(xiàn)通信。各單元由不同的CPU進行控制工作。由、于數(shù)字圖像的處理、相機的控制、屏幕特定字符的顯示控制均需要實時性， 因此數(shù)據(jù)處理十分頻繁，此外相機的各項控制和屏幕各項字符的顯示均要配 合數(shù)字圖像處理的要求，這就需要三者實時通信以確保各部分協(xié)調(diào)工作。這 樣一來要使整個數(shù)字圖像處理系統(tǒng)有效工作，各部分不僅要完成自身的工作， 還要及時準(zhǔn)確的接收來自其他部分指令以便指導(dǎo)自身工作，各單元工作都異 常繁忙，處理不好常常出現(xiàn)通信阻塞的情況，造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。有時為了 保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，在以上各部分基礎(chǔ)上還增加數(shù)據(jù)通信管理單元。通過 以上介紹可以看出原有的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、存在不穩(wěn)定性、實現(xiàn) 單元過多，成本比較高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種多功能集成化的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，以克服現(xiàn) 有光電探測技術(shù)中數(shù)字圖像處理系統(tǒng)組成單元過多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作穩(wěn)定性 差、成本比較高的缺點。
本發(fā)明多功能集成化的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，包括數(shù)字圖像處理器件(DSP)、信號轉(zhuǎn)換器、可編程邏輯器件(FPGA)、單片機、調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動電 路、字符疊加電路，相機發(fā)出的數(shù)字圖像信號通過LVDS總線接口接入所述 信號轉(zhuǎn)換器，將LVDS制式信號轉(zhuǎn)換為TTL制式信號，轉(zhuǎn)換后的TTL制式信 號接入到所述可編程邏輯器件(FPGA)，可編程邏輯器件(FPGA)分別通過 地址總線和數(shù)據(jù)總線與所述的圖像處理器件(DSP)、單片機和調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動 電路進行雙向連接，即可編程邏輯器件將數(shù)字圖像信號通過一定時序傳遞 給數(shù)字圖像處理器件(DSP)，圖像在數(shù)字圖像處理器件中進行處理，圖像處 理器件(DSP)以一定時序向可編程邏輯器件(FPGA)發(fā)送由圖像得到的測 量目標(biāo)信息；可編程邏輯器件將由DSP得到的測量目標(biāo)信息傳遞給單片機， 單片機向可編程邏輯器件發(fā)送調(diào)光調(diào)焦變倍及要在屏幕上顯示疊加字符的指 令；可編程邏輯器件把從數(shù)字圖像處理器件和單片機得到的有關(guān)調(diào)光、調(diào)焦、 變倍指令信息發(fā)送給調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動電路，實現(xiàn)調(diào)光調(diào)焦的控制和接收實際固 定在電機上的光電開關(guān)反饋回來的當(dāng)前變倍電機和調(diào)焦電機是否到限位點的 信息；可編程邏輯器件(FPGA)和所述的字符疊加電路進行單向信息連接， 可編程邏輯器件把由單片機得到的字符信息發(fā)送給字符疊加電路，實現(xiàn)在屏 幕指定位置顯示特定字符。
本發(fā)明將數(shù)字圖像處理、屏幕特定字符顯示、相機的調(diào)光調(diào)焦集成到一 塊板卡中實現(xiàn)，它集成了數(shù)字圖像處理功能、相機調(diào)光調(diào)焦功能、屏幕特定 字符顯示功能。該集成化的數(shù)字圖像處理器與原數(shù)字圖像處理系統(tǒng)相比，減 少了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，并且由于所有單元由一個數(shù)字處理單元完成，提高了 系統(tǒng)的穩(wěn)定程度、減少了系統(tǒng)成本。


圖1是本發(fā)明多功能集成化的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明電路原理框圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖給出的實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
參照圖1， 一種多功能集成化的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，包括數(shù)字圖像處理器件l、信號轉(zhuǎn)換器3、可編程邏輯器件4、單片機5、調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動電路6、 字符疊加電路7。相機發(fā)出的數(shù)字圖像信號通過LVDS總線接口 2接入所述 信號轉(zhuǎn)換器3，將LVDS制式信號轉(zhuǎn)換為TTL制式信號，轉(zhuǎn)換后的TTL制式 信號接入到所述可編程邏輯器件4，可編程邏輯器件4分別通過地址總線和 數(shù)據(jù)總線與所述的圖像處理器件1、單片機5和調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動電路6進行雙 向連接。即可編程邏輯器件4將數(shù)字圖像信號通過一定時序傳遞給數(shù)字圖 像處理器件1，圖像在圖像處理器件1中進行處理，圖像處理器件1以一定 時序向可編程邏輯器件4發(fā)送由圖像得到的測量目標(biāo)信息數(shù)據(jù)；可編程邏輯 器件4將該信息傳遞給單片機5;單片機5向可編程邏輯器件4發(fā)送調(diào)光調(diào) 焦變倍及要在屏幕上顯示的字符指令；可編程邏輯器件4把從數(shù)字圖像處理 器件1和單片機5得到的有關(guān)調(diào)光、調(diào)焦、變倍指令信息發(fā)送給調(diào)光調(diào)焦驅(qū) 動電路6，實現(xiàn)調(diào)光調(diào)焦的控制和接收實際電機反饋回來的信息；可編程邏 輯器件4和所述的字符疊加電路7進行單向信息連接，可編程邏輯器件4把 由單片機得到的字符信息發(fā)送給字符疊加電路7，實現(xiàn)在屏幕指定位置顯示 特定字符。參照圖2，本發(fā)明的工作原理是，相機信號經(jīng)過LVDS總線接口 2進入 信號轉(zhuǎn)換器3，該總線包括圖像數(shù)據(jù)D+[3:0]、 D-[3:0]、 TCLK+、 TCLK-，均 是成對的LVDS差分信號。這些LVDS制式信號經(jīng)DS90LV288型信號轉(zhuǎn)換器 3變成TTL制式的圖像數(shù)據(jù)OUT[9:0]、像素時鐘CLK信號，該信號再輸入 到可編程邏輯器件(FPGA) 4中；圖像信號及像素時鐘信號由可編程邏輯器 件(FPGA) 4以標(biāo)準(zhǔn)視頻時序傳入圖像處理器件1，圖像處理器件1為一 TMS6000系列DSP芯片。可編程邏輯器件(FPGA) 4與圖像處理器件1的 信號傳輸為雙向的，其中AD[31:0]、 DD[9:0]分別為地址總線和數(shù)據(jù)總線，分 別傳遞圖像數(shù)據(jù)及通信數(shù)據(jù)，其中圖像處理器件1數(shù)據(jù)的接收是通過地址譯 碼來得到，當(dāng)譯碼不符合接收條件時，數(shù)據(jù)不接收，這時的數(shù)據(jù)傳遞給字符 疊加電路7。可編程邏輯器件(FPGA) 4和型號為ADUC812DS的單片機5
也進行雙向連接。該單片機主要把要顯示的字符信息傳遞給可編程邏輯器件(FPGA) 4，可編程邏輯器件(FPGA) 4依據(jù)這些信息向字符疊加電路7發(fā) 送相應(yīng)數(shù)據(jù)；字符疊加電路7對這些數(shù)據(jù)進行分解，疊加在經(jīng)過DA轉(zhuǎn)化的 圖像數(shù)據(jù)上一起在監(jiān)視器上顯示，這里DA轉(zhuǎn)換芯片為Bt864，字符疊加電路 7采用的是字符疊加芯片MAX422。圖像的調(diào)光、調(diào)焦、變倍由可編程邏輯 器件(FPGA) 4向調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動電路6發(fā)送指令信號，圖中標(biāo)示的L代表調(diào) 光信號、F代表調(diào)焦信號、MF代表變倍信號，這些信號發(fā)送給調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動 電路6以驅(qū)動電機，從而控制相機的機械機構(gòu)運動。
權(quán)利要求
1.一種多功能集成化的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，包括數(shù)字圖像處理器件1、信號轉(zhuǎn)換器3、可編程邏輯器件4、單片機5、調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動電路6、字符疊加電路7，其特征在于相機發(fā)出的數(shù)字圖像信號通過LVDS總線接口2接入所述信號轉(zhuǎn)換器3，將LVDS制式信號轉(zhuǎn)換為TTL制式信號，轉(zhuǎn)換后的TTL制式信號接入到所述可編程邏輯器件4，可編程邏輯器件4分別通過地址總線和數(shù)據(jù)總線與所述的圖像處理器件1、單片機5和調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動電路6進行雙向連接，即可編程邏輯器件4將數(shù)字圖像信號通過一定時序傳遞給數(shù)字圖像處理器件1，圖像在圖像處理器件1中進行處理，圖像處理器件1以一定時序向可編程邏輯器件4發(fā)送由圖像得到的測量目標(biāo)信息；可編程邏輯器件4將該信息傳遞給單片機5；單片機5向可編程邏輯器件4發(fā)送調(diào)光調(diào)焦通信指令及要在屏幕上顯示的字符指令；可編程邏輯器件4把從單片機5得到的有關(guān)調(diào)光、調(diào)焦、變倍指令信息發(fā)送給調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動電路6，實現(xiàn)調(diào)光調(diào)焦的控制并且接收實際固定在電機上的光電開關(guān)反饋回來的當(dāng)前變倍電機和調(diào)焦電機是否到限位點的信息；可編程邏輯器件4和所述的字符疊加電路7進行單向信息連接，可編程邏輯器件4把由單片機得到的字符信息發(fā)送給字符疊加電路7，實現(xiàn)在屏幕指定位置顯示特定字符。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對光學(xué)相機傳遞來的圖像，處理得到目標(biāo)位置及其特性的多功能集成化的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，包括數(shù)字圖像處理器件、信號轉(zhuǎn)換器、可編程邏輯器件、單片機、調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動電路、字符疊加電路，相機發(fā)出的數(shù)字圖像信號通過信號轉(zhuǎn)換器，將TTL制式信號接入可編程邏輯器件，可編程邏輯器件分別通過地址總線和數(shù)據(jù)總線與圖像處理器件、單片機和調(diào)光調(diào)焦驅(qū)動電路進行雙向連接；可編程邏輯器件和字符疊加電路進行單向信息連接，可編程邏輯器件把由單片機得到的字符信息發(fā)送給字符疊加電路，實現(xiàn)在屏幕指定位置顯示特定字符。與原數(shù)字圖像處理系統(tǒng)相比，減少了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，并且由于所有單元由一個數(shù)字處理單元完成，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。
文檔編號G03B13/36GK101158799SQ20071005629
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月12日
發(fā)明者川 吳 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所