本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體是指一種基于低通濾波處理的誤差校正型圖像數(shù)據(jù)采集儲存系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，圖像采集儲存系統(tǒng)作為一種常規(guī)的外界場景信息獲取手段，已經(jīng)在軍事、民用的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。圖像采集儲存的過程中通常需要將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后進行儲存，然而現(xiàn)有的圖像采集儲存系統(tǒng)將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換速率較慢，從而降低數(shù)據(jù)儲存的速度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的圖像采集儲存系統(tǒng)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號時的轉(zhuǎn)換速率慢，降低數(shù)據(jù)儲存速度的缺陷，提供一種基于低通濾波處理的誤差校正型圖像數(shù)據(jù)采集儲存系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案現(xiàn)實：基于低通濾波處理的誤差校正型圖像數(shù)據(jù)采集儲存系統(tǒng)，主要由單片機，分別與單片機相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、儲存器以及顯示器，與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連接的信號處理單元，以及與信號處理單元相連接的信號采集器組成；所述信號處理單元由處理芯片U，三極管VT2，正極經(jīng)電阻R13后與處理芯片U的V-管腳相連接、負極接-12V電壓的電容C10，串接在處理芯片U的+IN2管腳和OUT2管腳之間的電阻R12，N極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、P極與處理芯片U的-IN1管腳相連接的二極管D7，負極與處理芯片U的V+管腳相連接、正極接+12V電壓的電容C9，N極與處理芯片U的-IN2管腳相連接、P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接的二極管D6，串接在三極管VT2的集電極和處理芯片U的+IN1管腳之間的電阻R11，N極與三極管VT2的集電極相連接、P極與二極管D6的P極相連接的二極管D5，正極與處理芯片U的+IN1管腳相連接、負極經(jīng)電阻R10后接地的電容C8，一端與三極管VT2的發(fā)射極相連接、另一端經(jīng)電阻R10后與電容C8的負極相連接的電阻R7，同時與處理芯片U的OUT1管腳和OUT2管腳相連接的末端放大電路，與三極管VT2的基極相連接的誤差校正電路，與電容C8的負極相連接的低通濾波電路，同時與誤差校正電路和低通濾波電路相連接的信號調(diào)理電路，以及與信號調(diào)理電路相連接的電壓跟隨電路組成；所述電容C10的負極還與信號調(diào)理電路相連接。

進一步的，所述低通濾波電路由放大器P8，放大器P9，三極管VT5，負極與放大器P8的正極相連接、正極與信號調(diào)理電路相連接的電容C16，負極與三極管VT5的基極相連接、正極經(jīng)電阻R22后與放大器P8的負極相連接的電容C17，負極與三極管VT5的集電極相連接、正極經(jīng)電阻R23后與放大器P8的輸出端相連接的電容C18，N極經(jīng)電阻R27后與放大器P9的負極相連接、P極接地的二極管D12，串接在二極管D12的P極和三極管VT5的發(fā)射極之間的電阻R26，串接在放大器P9的輸出端和二極管D12的N極之間的電阻R28，串接在放大器P9的正極和電容C18的正極之間的電阻R25，負極與放大器P9的輸出端相連接、正極經(jīng)電阻R24后與電容C18的正極相連接的電容C19，以及正極與放大器P9的輸出端相連接、負極與電容C8的負極相連接的電容C20組成。

所述誤差校正電路由放大器P6，放大器P7，三極管VT4，一端與VT4的集電極相連接、另一端接地的電阻R17，負極接地、正極經(jīng)電阻R18后與三極管VT4的基極相連接的電容C15，N極與電容C15的正極相連接、P極與放大器P7的輸出端相連接的二極管D10，一端與放大器P7的正極相連接、另一端接地的電阻R20，P極與三極管VT4的發(fā)射極相連接、N極與放大器P6的正極相連接的二極管D9，負極與放大器P6的輸出端相連接、正極順次經(jīng)電阻R19和電阻R16后與信號調(diào)理電路相連接的電容C14，負極與放大器P6的負極相連接、正極接地的電容C13，P極與放大器P6的輸出端相連接、N極與三極管VT2的基極極相連接的二極管D11，以及串接在二極管D11的N極和放大器P7的負極之間的電阻R21組成；所述放大器P6的正極與電阻R16和電阻R19的連接點相連接。

所述信號調(diào)理電路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，放大器P4，串接在放大器P1的負極和輸出端之間的電阻R4，正極與放大器P2的負極相連接、負極與放大器P3的負極相連接的電容C4，負極與放大器P3的輸出端相連接、正極經(jīng)電阻R5后與放大器P2的輸出端相連接的電容C5，P極與放大器P3的正極相連接、N極與電容C5的正極相連接的二極管D3，正極經(jīng)電阻R16后與二極管D9的N極相連接、負極與放大器P4的正極相連接的電容C6，P極與放大器P2的輸出端相連接、N極經(jīng)電阻R8后與放大器P4的輸出端相連接的二極管D4，正極與放大器P4的負極相連接、負極接地的電容C7，串接在放大器在P3的輸出端和電容C7的負極之間的電阻R6，以及串接在電容C7的負極和電容C10的負極之間的電阻R9組成；所述放大器P1的正極與電壓跟隨電路相連接、其輸出端則與放大器P2的輸出端相連接；所述放大器P2的正極和負極均與電壓跟隨電路相連接；所述放大器P4的輸出端與電容C16的正極相連接。

所述電壓跟隨電路由三極管VT1，負極與三極管VT1的基極相連接、正極與信號采集器相連接的電容C1，P極接地、N極經(jīng)電阻R1后與三極管VT1的發(fā)射極相連接的二極管D1，負極與二極管D1的P極相連接、正極經(jīng)電阻R2后與三極管VT1的發(fā)射極相連接的電容C2，負極與二極管D1的P極相連接、正極經(jīng)電阻R3后與三極管VT1的發(fā)射極相連接的電容C3，以及N極與三極管VT1的發(fā)射極相連接、P極與三極管VT1的集電極相連接的二極管D2組成；所述三極管VT1的集電極與放大器P1的正極相連接；所述電容C3的正極與放大器P2的正極相連接，電容C2的正極則與放大器P2的負極相連接。

所述末端放大電路由放大器P5，三極管VT3，串接在放大器P5的正極和輸出端之間的電阻R14，負極與處理芯片U的OUT2管腳相連接、正極與三極管VT3的基極相連接的電容C11，負極接地、正極經(jīng)電阻R15后與三極管VT3的發(fā)射極相連接的電容C12，以及P極與電容C12的正極相連接、N極與放大器P5的輸出端相連接的二極管D8組成；所述放大器P5的負極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、其輸出端則與三極管VT3的集電極相連接；所述放大器P5的輸出端還與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連接。

所述處理芯片U為OPA2604集成芯片。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及有益效果：

(1)本發(fā)明可以對模擬信號進行處理，使模數(shù)轉(zhuǎn)換單元能夠更快的將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，從而提高數(shù)據(jù)儲存的速度。

(2)本發(fā)明的信號處理單元可以對模擬信號的幅值進行調(diào)節(jié)，使模擬信號的幅值更加穩(wěn)定，同時，還可以將模擬信號適配到模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的采集范圍，從而使模數(shù)轉(zhuǎn)換單元能夠更好的將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；通過信號處理單元對模擬信號進行處理，本發(fā)明與傳統(tǒng)的圖像采集儲存系統(tǒng)相比，其模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換速率提升了50％，從而大幅提高了數(shù)據(jù)儲存速度。

(3)本發(fā)明可以對模擬信號的相位進行處理，校正模擬信號的相位誤差，使輸出的模擬信號與輸入的模擬信號的相位保持一致，從而提高模擬信號的穩(wěn)定性，以便模數(shù)轉(zhuǎn)換單元對模擬信號進行轉(zhuǎn)換。

(4)本發(fā)明可以消除模擬信號頻帶范圍以外的高頻噪聲，排除高頻噪聲給模擬信號產(chǎn)生的影響，從而使模擬信號更加穩(wěn)定，以利于模擬信號的轉(zhuǎn)換。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的信號處理單元的結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明的誤差校正電路的結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明的低通濾波電路的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。

實施例

如圖1所示，本發(fā)明主要由單片機，分別與單片機相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、儲存器以及顯示器，與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連接的信號處理單元，以及與信號處理單元相連接的信號采集器組成。

其中信號采集器用于采集現(xiàn)場的圖像信號，其采用現(xiàn)有的攝像機即可。信號處理單元用于對信號采集器輸出的模擬信號進行處理，從而使模數(shù)轉(zhuǎn)換單元能夠更好的對模擬信號進行轉(zhuǎn)換。該模數(shù)轉(zhuǎn)換單元可以將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，其采用ADS8515模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片來實現(xiàn)，該ADS8515模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的VIN管腳與信號處理單元相連接。該單片機則實現(xiàn)對傳輸數(shù)據(jù)的緩存、讀/寫控制、時鐘、輸出使能以及對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元進行控制，其采用C8051F360單片機來實現(xiàn)，該C8051F360單片機通過數(shù)據(jù)總線分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和儲存器相連接。該儲存器采用K9K8G08U0M型Flash儲存器來實現(xiàn)。

工作時，該信號采集器采集現(xiàn)場的圖像信號，并將該模擬信號傳輸給信號處理單元，該信號處理單元對模擬信號進行處理后傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，由于模擬信號經(jīng)過信號處理單元的處理，該模數(shù)轉(zhuǎn)換單元可以快速的將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸給單片機，最后單片機將數(shù)字信號輸送給儲存器儲存，并通過顯示器顯示出來。

為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明的目的，如圖2所示，所述信號處理單元由處理芯片U，三極管VT2，正極經(jīng)電阻R13后與處理芯片U的V-管腳相連接、負極接-12V電壓的電容C10，串接在處理芯片U的+IN2管腳和OUT2管腳之間的電阻R12，N極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、P極與處理芯片U的-IN1管腳相連接的二極管D7，負極與處理芯片U的V+管腳相連接、正極接+12V電壓的電容C9，N極與處理芯片U的-IN2管腳相連接、P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接的二極管D6，串接在三極管VT2的集電極和處理芯片U的+IN1管腳之間的電阻R11，N極與三極管VT2的集電極相連接、P極與二極管D6的P極相連接的二極管D5，正極與處理芯片U的+IN1管腳相連接、負極經(jīng)電阻R10后接地的電容C8，一端與三極管VT2的發(fā)射極相連接、另一端經(jīng)電阻R10后與電容C8的負極相連接的電阻R7，同時與處理芯片U的OUT1管腳和OUT2管腳相連接的末端放大電路，與三極管VT2的基極相連接的誤差校正電路，與電容C8的負極相連接的低通濾波電路，同時與誤差校正電路和低通濾波電路相連接的信號調(diào)理電路，以及與信號調(diào)理電路相連接的電壓跟隨電路組成；所述電容C10的負極還與信號調(diào)理電路相連接。

其中，該處理芯片U與外圍的三極管VT2，二極管D6，二極管D5，電阻R11，電阻R7以及電阻R10組成適配電路，該適配電路可以將模擬信號適配到模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的采集范圍，以便模數(shù)轉(zhuǎn)換單元可以更好的對模擬信號進行采集和處理。該處理芯片U優(yōu)選OPA2604集成芯片來實現(xiàn)。

該信號調(diào)理電路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，放大器P4，電阻R4，電阻R5，電阻R6，電阻R8，電阻R9，電容C4，電容C5，電容C7，二極管D3以及二極管D4組成。

連接時，電阻R4串接在放大器P1的負極和輸出端之間。電容C4正極與放大器P2的負極相連接，負極與放大器P3的負極相連接。電容C5的負極與放大器P3的輸出端相連接，正極經(jīng)電阻R5后與放大器P2的輸出端相連接。二極管D3的P極與放大器P3的正極相連接，N極與電容C5的正極相連接。電容C6的正極與誤差校正電路相連接，負極與放大器P4的正極相連接。二極管D4的P極與放大器P2的輸出端相連接，N極經(jīng)電阻R8后與放大器P4的輸出端相連接。電容C7的正極與放大器P4的負極相連接，負極接地。電阻R6串接在放大器在P3的輸出端和電容C7的負極之間。電阻R9串接在電容C7的負極和電容C10的負極之間。所述放大器P1的正極與電壓跟隨電路相連接，其輸出端則與放大器P2的輸出端相連接。所述放大器P2的正極和負極均與電壓跟隨電路相連接。所述放大器P4的輸出端與低通濾波電路相連接。該信號調(diào)理電路可以對模擬信號的幅值進行調(diào)節(jié)，使模擬信號的幅值更加穩(wěn)定，方便模數(shù)轉(zhuǎn)換單元對模擬信號進行處理。

該電壓跟隨電路由三極管VT1，電阻R1，電阻R2，電阻R3，二極管D1，二極管D2，電容C1，電容C2以及電容C3組成。

連接時，電容C1的負極與三極管VT1的基極相連接，正極與信號采集器相連接。二極管D1的P極接地，N極經(jīng)電阻R1后與三極管VT1的發(fā)射極相連接。電容C2的負極與二極管D1的P極相連接，正極經(jīng)電阻R2后與三極管VT1的發(fā)射極相連接。電容C3的負極與二極管D1的P極相連接，正極經(jīng)電阻R3后與三極管VT1的發(fā)射極相連接。二極管D2的N極與三極管VT1的發(fā)射極相連接，P極與三極管VT1的集電極相連接。所述三極管VT1的集電極與放大器P1的正極相連接。所述電容C3的正極與放大器P2的正極相連接，電容C2的正極則與放大器P2的負極相連接。該電壓跟隨電路可以減小信號源級與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元之間的干擾，從而使輸出的模擬信號隨輸入的模擬信號變化而變化。

另外，該末端放大電路由放大器P5，三極管VT3，電阻R14，電阻R15，電容C11，電容C12以及二極管D8組成。

其中，該電阻R14串接在放大器P5的正極和輸出端之間。電容C11的負極與處理芯片U的OUT2管腳相連接，正極與三極管VT3的基極相連接。電容C12的負極接地，正極經(jīng)電阻R15后與三極管VT3的發(fā)射極相連接。二極管D8的P極與電容C12的正極相連接，N極與放大器P5的輸出端相連接。所述放大器P5的負極與處理芯片U的OUT1管腳相連接，其輸出端則與三極管VT3的集電極相連接。所述放大器P5的輸出端還與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連接。

該誤差校正電路的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其由放大器P6，放大器P7，三極管VT4，電阻R16，電阻R17，電阻R18，電阻R19，電阻R20，電阻R21，二極管D9，二極管D10，二極管D11，電容C13，電容C14以及電容C15組成。

連接時，電阻R17的一端與VT4的集電極相連接，另一端接地。電容C15的負極接地，正極經(jīng)電阻R18后與三極管VT4的基極相連接。二極管D10的N極與電容C15的正極相連接，P極與放大器P7的輸出端相連接。電阻R20的一端與放大器P7的正極相連接，另一端接地。二極管D9的P極與三極管VT4的發(fā)射極相連接，N極與放大器P6的正極相連接。電容C14的負極與放大器P6的輸出端相連接，正極順次經(jīng)電阻R19和電阻R16后與電容C6的正極相連接。電容C13的負極與放大器P6的負極相連接，正極接地。二極管D11的P極與放大器P6的輸出端相連接，N極與三極管VT2的基極極相連接。串接在二極管D11的N極和放大器P7的負極之間的電阻R21組成。所述放大器P6的正極與電阻R16和電阻R19的連接點相連接。

該誤差校正電路可以對模擬信號的相位進行處理，校正模擬信號的相位誤差，使輸出的模擬信號與輸入的模擬信號的相位保持一致，從而提高模擬信號的穩(wěn)定性，以便模數(shù)轉(zhuǎn)換單元對模擬信號進行轉(zhuǎn)換。

如圖4所示，該低通濾波電路由放大器P8，放大器P9，三極管VT5，電阻R22，電阻R23，電阻R24，電阻R25，電阻R26，電阻R27，電阻R28，電容C16，電容C17，電容C18，電容C19，電容C20以及二極管D12組成。

連接時，電容C16的負極與放大器P8的正極相連接，正極與放大器P4的輸出端相連接。電容C17的負極與三極管VT5的基極相連接，正極經(jīng)電阻R22后與放大器P8的負極相連接。電容C18的負極與三極管VT5的集電極相連接，正極經(jīng)電阻R23后與放大器P8的輸出端相連接。二極管D12的N極經(jīng)電阻R27后與放大器P9的負極相連接，P極接地。電阻R26串接在二極管D12的P極和三極管VT5的發(fā)射極之間。電阻R28串接在放大器P9的輸出端和二極管D12的N極之間。電阻R25串接在放大器P9的正極和電容C18的正極之間。電容C19的負極與放大器P9的輸出端相連接，正極經(jīng)電阻R24后與電容C18的正極相連接。電容C20的正極與放大器P9的輸出端相連接，負極與電容C8的負極相連接。

該放大器P8，電容C16，電容C17以及電阻R22組成第一級濾波電路。該放大器P9，電容C18，電阻R24，電阻R25，電容C19以及電容C20則組成第二級濾波電路。通過第一級濾波電路和第二級濾波電路的作用，可以更加有效的對模擬信號頻帶范圍以外的高頻噪聲進行消除，排除高頻噪聲給模擬信號產(chǎn)生的影響，從而使模擬信號更加穩(wěn)定，以利于模擬信號的轉(zhuǎn)換。

該信號處理單元可以對模擬信號的幅值進行調(diào)節(jié)，使模擬信號的幅值更加穩(wěn)定，同時，還可以將模擬信號適配到模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的采集范圍，從而使模數(shù)轉(zhuǎn)換單元能夠更好的將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。通過信號處理單元對模擬信號進行處理，本發(fā)明與傳統(tǒng)的圖像采集儲存系統(tǒng)相比，其模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換速率提升了50％，從而大幅提高了數(shù)據(jù)儲存速度。

如上所述，便可很好的實現(xiàn)本發(fā)明。