CN205490873U - 一种图像处理及自动调焦控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及自动检测技术领域，尤其是一种图像处理及自动调焦控制系统。它包括数字信号处理器、FPGA芯片、第一视频解码器、第二视频解码器、串行解串器及串口连接器；第一视频解码器和第二视频解码器分别与FPGA芯片相连并分别受控于数字信号处理器，FPGA芯片通过电机驱动器连接有变倍电机，数字信号处理器根据调焦量信号向FPGA芯片反馈电机运转量信号，FPGA芯片将电机运转量信号转换为PWM控制信号后输出至电机驱动器。本实用新型通过数字信号处理器和FPGA芯片可有效提高自动调焦的稳定性和可靠性；通过增设的视频解码器和串行解串器使得整个控制系统可在实现自动调焦功能的基础上，也能够对外部输出的视频图像进行优化处理后进行图像输出，从而极大地丰富了整个系统的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动检测技术领域，尤其是一种图像处理及自动调焦控制系统。
背景技术
随着电子技术及图像处理技术的飞速发展，基于图像处理技术的自动调焦技术已被广泛应用于摄像、医疗、地理遥感、军事侦察等各个领域的工程系统中。然而，现有的自动调焦系统由于结构设计的不甚合理，导致其普遍u才能在如下问题：1、可靠性低、接口复杂、操作不便且集成度较低，给自动调焦的控制带来了诸多困难；2、系统的硬件结构复杂、数量多、功耗高、实时性较差；3、功能单一，一般只能对镜头进行调焦处理，而无法对其他可见光图像进行处理。
因此，如何对现有的调焦系统提出改进方案，成为广大技术人员普遍关心的技术问题。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种系统结构简单、功能丰富、性能稳定、可靠性及集成度高的图像处理及自动调焦控制系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种图像处理及自动调焦控制系统，它包括数字信号处理器、与数字信号处理器进行数据通信连接的FPGA芯片、用于将模拟图像转换为数字图像后输出至FPGA芯片的第一视频解码器、用于将FPGA芯片输出的数字图像转换为模拟图像的第二视频解码器、用于将FPGA芯片输出的数字图像以低电压差分信号的形式输出的串行解串器以及用于通过FPGA芯片向数字信号处理器输入调焦量信号的串口连接器；
所述第一视频解码器和第二视频解码器分别与FPGA芯片相连并分别受控于数字信号处理器，所述FPGA芯片还通过电机驱动器连接有一变倍电机，所述数字信号处理器根据调焦量信号向FPGA芯片反馈电机运转量信号，所述FPGA芯片将电机运转量信号转换为PWM控制信号后输出至电机驱动器。
优选地，所述数字信号处理器为TMS320F2812型DSP处理器，所述FPGA芯片为EP1C12Q240C8型芯片；所述数字信号处理器的地址总线接口、数据总线接口、片选信号接口、DSP读使能信号接口、DSP写使能信号接口、DSP读写选择接口、外部保持请求接口、外部准备后信号接口、GPIO信号接口和中断控制信号接口分别与FPGA芯片的功能接口对应连接。
优选地，所述第一视频解码器包括一SAA7113型解码芯片。
优选地，所述第二视频解码器包括一SAA7121型解码芯片。
优选地，所述串行解串器包括一DS90CR215型解串芯片。
优选地，所述串口连接器包括一ST16C654型串口芯片。
由于采用了上述方案，本实用新型通过将数字信号处理器与FPGA芯片2的结合形成整个控制系统的核心控制单元，规避了现有技术中由于采用单片机作为核心而造成调焦系统可靠性低、接口繁多、集成度低等缺陷，并有效地提高了自动调焦的稳定性和可靠性；同时，通过增设的视频解码器和串行解串器使得整个控制系统可在实现自动调焦功能的基础上，也能够对外部输出的视频图像进行优化处理后进行图像输出，从而极大地丰富了整个系统的功能；其结构简单、集成度高、性能稳定、功能丰富、功耗低，具有很强的实用价值和市场推广价值。
附图说明
图1是本实用新型实施例的控制原理框图；
图2是本实用新型实施例的数字信号处理器与FPGA芯片连接原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1和图2所示，本实施例提供的一种图像处理及自动调焦控制系统，它包括：
数字信号处理器1，其主要由一TMS320F2812型DSP处理器构成，在整个控制系统中起到核心控制的作用，如：在采集到各种数据后通过预先植入的算法的计算后输出各种控制量的信号；
FPGA芯片2，其以扩展总线的方式与数字信号处理器1进行数据通信连接，在整个系统中起到时序及逻辑控制的作用，本实施例的FPGA芯片2优选EP1C12Q240C8型芯片；
第一视频解码器3，其主要由一SAA7113型解码芯片构成，同时受控于数字信号处理器1，以用于将可见光模拟图像(如视频图像等)转换为数字图像后输出至FPGA芯片2进行清晰度处理；
第二视频解码器4，其主要由一SAA7121型解码芯片构成，同时受控于数字信号处理器1，以用于将FPGA芯片2输出的数字图像转换为模拟图像并以PAL制视频信号的形式输出至电视等终端显示载体上；
串行解串器5，其主要一DS90CR215型解串芯片构成，以用于将FPGA芯片2输出的数字图像以低电压差分信号的形式输出至诸如液晶显示屏上进行显示；
串口连接器6，其主要由一ST16C654型串口芯片构成，其可与诸如控制主机等外部控制设备相连，以便于用户进行调焦量的输出，并通过FPGA芯片2向数字信号处理器1输入调焦量信号；
变倍电机7，其装设于可见光镜头内，以实现镜头焦距的调控，其通过一电机驱动器8与FPGA芯片2相连，数字信号处理器1根据调焦量信号向FPGA芯片2反馈电机运转量信号，而FPGA芯片2再将电机运转量信号转换为PWM控制信号后输出至电机驱动器8，从而实现变倍电机7运动量的调控；
另外，第一视频解码器和第二视频解码器分别与FPGA芯片相连并分别受控于数字信号处理器。
如此，通过将数字信号处理器1与FPGA芯片2的结合形成整个控制系统的核心控制单元，规避了现有技术中由于采用单片机(MCU)作为核心而造成调焦系统可靠性低、接口繁多、集成度低等缺陷；同时通过增设的视频解码器和串行解串器5使得整个控制系统可在实现自动调焦功能的基础上，也能够对外部输出的视频图像进行优化处理后进行图像输出，从而极大地丰富了整个系统的功能。
为最大限度地降低整个系统的复杂性，优化核心元器件之间的性能配合效果；如图2所示，本实施例的数字信号处理器1与FPGA芯片2之间的接口连接内容为：数字信号处理器1的地址总线接口(XA 18-0)、数据总线接口(XD 15-0)、片选信号接口(XZCS6AND7)、DSP读使能信号接口(XRD)、DSP写使能信号接口(XWE)、DSP读写选择接口(XR/W)、外部保持请求接口(XHOLD)、外部准备后信号接口(XREADY)、GPIO信号接口和中断控制信号接口(XINT)分别与FPGA芯片2的功能接口对应连接。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种图像处理及自动调焦控制系统，其特征在于：它包括数字信号处理器、与数字信号处理器进行数据通信连接的FPGA芯片、用于将模拟图像转换为数字图像后输出至FPGA芯片的第一视频解码器、用于将FPGA芯片输出的数字图像转换为模拟图像的第二视频解码器、用于将FPGA芯片输出的数字图像以低电压差分信号的形式输出的串行解串器以及用于通过FPGA芯片向数字信号处理器输入调焦量信号的串口连接器；
所述第一视频解码器和第二视频解码器分别与FPGA芯片相连并分别受控于数字信号处理器，所述FPGA芯片还通过电机驱动器连接有一变倍电机，所述数字信号处理器根据调焦量信号向FPGA芯片反馈电机运转量信号，所述FPGA芯片将电机运转量信号转换为PWM控制信号后输出至电机驱动器。
2.如权利要求1所述的一种图像处理及自动调焦控制系统，其特征在于：所述数字信号处理器为TMS320F2812型DSP处理器，所述FPGA芯片为EP1C12Q240C8型芯片；所述数字信号处理器的地址总线接口、数据总线接口、片选信号接口、DSP读使能信号接口、DSP写使能信号接口、DSP读写选择接口、外部保持请求接口、外部准备后信号接口、GPIO信号接口和中断控制信号接口分别与FPGA芯片的功能接口对应连接。
3.如权利要求2所述的一种图像处理及自动调焦控制系统，其特征在于：所述第一视频解码器包括一SAA7113型解码芯片。
4.如权利要求2所述的一种图像处理及自动调焦控制系统，其特征在于：所述第二视频解码器包括一SAA7121型解码芯片。
5.如权利要求2所述的一种图像处理及自动调焦控制系统，其特征在于：所述串行解串器包括一DS90CR215型解串芯片。
6.如权利要求2所述的一种图像处理及自动调焦控制系统，其特征在于：所述串口连接器包括一ST16C654型串口芯片。
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|---|---|---|---|---|
| CN106878622A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-06-20 | 长春欧意光电技术有限公司 | 一种自动调焦处理系统及处理方法 |
| CN110381246A (zh) * | 2018-04-13 | 2019-10-25 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 图像采集设备 |
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