基于CMOS VGA圖像傳感器的Coyote數(shù)碼相機(jī)設(shè)計(jì)方案
用Motorola VGA CMOS傳感器可設(shè)計(jì)數(shù)碼相機(jī)。圖1示出Coyote低檔數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng)的框圖。此數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng)由以下部分組成:“C”框架鏡頭;VGA CMOS傳感器;完整的景像Clarity 2.0ASIC;2M字節(jié)閃存;2M字節(jié)SDRAM;電源。下面分別描述Coyote相機(jī)的五個(gè)主要部分。
“C”框架鏡頭
Coyote低檔數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng)具有使用8mm,12mm和“C”框架鏡頭的能力。把3個(gè)不同鏡頭架的一種栓接在主印刷電路板上即可把鏡頭安裝在相機(jī)中。本設(shè)計(jì)是用“C”框架鏡頭。如果需要8mm和12mm鏡頭,請(qǐng)與公司聯(lián)系。所推薦的鏡頭性能指標(biāo)見(jiàn)表1。
表1 鏡頭性能指標(biāo)
VGA CMOS傳感器和完整景像Clarity 2.0 ASIC
CMOS VGA圖像傳感器(MCM20014)是完全集成的高性能CMOS圖像傳感器,它具有數(shù)字成像應(yīng)用的積分定時(shí)、控制和模擬信號(hào)處理性能。此器件為設(shè)計(jì)人員提供一個(gè)完整的單片圖像捕獲和處理引擎成像方案,使其成為真正的“片上相機(jī)”。
完整景像Clarity2.0 ASIC提供一組高級(jí)軟件硬件,用于數(shù)碼相機(jī)或成像系統(tǒng)的開發(fā)。
VGA CMOS圖像傳輸器和Clarity 2 ASIC構(gòu)成Coyote數(shù)碼相機(jī)的骨架。
下面說(shuō)明Coyote數(shù)碼相機(jī)的工作。
Coyote數(shù)碼相機(jī)(當(dāng)?shù)谝淮未蜷_和在空閑或click-click時(shí)間期間)以12fps幀速率從傳感器連續(xù)地取分樣圖像。軟件利用這些子圖像收集圖像和環(huán)境中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。根據(jù)對(duì)這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析,自動(dòng)曝光軟件算法計(jì)算曝光時(shí)間以便得到最佳圖像(其工作流程示于圖2)。然后曝光時(shí)間寫到傳感器的積分時(shí)間寄存器。為了保持恰當(dāng)?shù)钠毓?,這些值通過(guò)I2C接口要經(jīng)常讀和寫回到傳感器。
自動(dòng)白色補(bǔ)償和總增益完全由軟件實(shí)現(xiàn)。然而,寫值到傳感器彩色增益寄存器和總增益寄存器也可實(shí)現(xiàn)白色補(bǔ)償和總增益。
當(dāng)按相機(jī)的照像按扭時(shí),相機(jī)捕獲單次全取樣圖像。然后,軟件處理這些圖像、壓縮并存儲(chǔ)到閃存中。
用在Coyote數(shù)碼相機(jī)中的傳感工作頻率是9.75MHz。
2M字節(jié)閃存
Coyote數(shù)碼相機(jī)中需要用2M字節(jié)閃存或16M位(1M&TImes;16)NVRAM(非易失RAM)。這種特別的閃存可配置成16位的1024K字或8位的2048K字節(jié)。
2M字節(jié)SDRAM
Coyote數(shù)碼相機(jī)需要用2M字節(jié)SDRAM或一個(gè)CMOS 16M(2&TImes;512&TImes;16)同步DRAM(2K刷新周期)。
電源
用9V電源給系統(tǒng)供電。系統(tǒng)用線性穩(wěn)壓器提供3.1V~3.8V@~250mA電源。
固件
前面已提到Coyote數(shù)碼相機(jī)用軟件執(zhí)行確定的后傳感器(軟件是Clarity 2 ASIC可用固件的一部分。然而,固件/軟件不僅僅負(fù)責(zé)圖像統(tǒng)計(jì)采集和圖像處理算法,而且也負(fù)責(zé)Coyote相機(jī)軟件驅(qū)動(dòng)器的實(shí)現(xiàn)。
盡管Clarity 2 ASIC有很多可用的驅(qū)動(dòng)器,而Coyote相機(jī)所用的驅(qū)動(dòng)器有:
1)傳感器接口驅(qū)動(dòng)器
2)NTSC驅(qū)動(dòng)器
3)USB驅(qū)動(dòng)器
4)閃存接口驅(qū)動(dòng)器
5)I2C驅(qū)動(dòng)器
6)按鈕驅(qū)動(dòng)器
用在低檔數(shù)碼相機(jī)中的定制固件來(lái)自Sound Vision Inc.公司。
觀看存儲(chǔ)圖像的方法
有兩種方法可觀看存儲(chǔ)在Coyote數(shù)碼相機(jī)中的圖像:用PC和TV監(jiān)視器。
用PC觀看存儲(chǔ)圖像
用戶可使用很多商用和定制軟件將存儲(chǔ)在Coyote相機(jī)閃存中的圖像下載到PC,以便觀看。
用TV監(jiān)視器觀看存儲(chǔ)圖像
通過(guò)一個(gè)小型微立體聲連接器(在系統(tǒng)的旁邊)可在NTSC監(jiān)視器上觀看數(shù)碼相機(jī)的靜止圖像。視頻與NTSC制兼容,也可是PAL制。需要一根75Ω纜線連接到TV監(jiān)視器。