嵌入式图像采集系统设计开题报告

全文总字数：3175字

1. 研究目的与意义

嵌入式图像采集系统在当今技术的发展与支持下，具有良好的发展空间。该系统的设计可以进一步优化图像采集系统的结构与性能，并且在未来工业领域具有良好的应用。机器视觉通过光学装置和非接触传感器自动接收和处理真实物体图像，然后分析图像获取所需信息或控制机器运动。随着电子信息技术的发展，机器视觉技术日臻成熟，成为现代加工制造业不可或缺的产品，广泛应用于食品、化妆品、制药、建材、化工、金属加工、电子制造、包装、汽车制造等行业。图像的采集和获取是机器视觉的第一步，是机器视觉系统的重要组成模块。随着多媒体技术和网络技术的发展，嵌入式图像采集系统的研究与实现越来越受到人们的重视。嵌入式系统（Embeddedsystem）是一种完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统。与传统基于PC的板卡式图像采集设备相比，嵌入式图像采集设备具有体积小、成本低、功耗低等特点，将逐渐取代板卡式产品。嵌入式系统开发以C语言为基础，开发周期短，开发出的产品可靠性高、可维护性好、便于不断完善和升级换代。

2. 国内外研究现状分析

目前国内外较为普遍的对图像采集系统的研究主要着重于基于PC的图像采集，利用PC机上通用的接口和强大的处理能力，来实现图像的采集，各种基于PC机的图像采集卡和相关软件层出不穷。可以肯定的是，基于PC机的图像采集系统功能强大，软件丰富，具有成熟的技术及产品，有很大的应用范围。然而，这样的图像采集系统也有局限性，主要是携带型差，很多特殊场合下采集不方便，而且采集起来占用资源也很多，造成很多浪费。随着科技的进入，嵌入式系统的开发技术日趋完善，众多开发平台被研发出来。因此，如今基于嵌入式系统的图像采集系统具有广阔的发展空间。近几年,CMOS传感器的应用范围逐渐扩大,开始用于数码相机、PC摄像头、可视电话、照相手机、智能型保全系统、玩具、以及工业、医疗等。有关资料表明,CMOS器件取代CCD成为市场主流的趋势逐渐明朗。

3. 研究的基本内容与计划

内容：设计一个嵌入式图像采集系统，采用CMOS摄像头OV7670及微处理器STM32F103ZET6，实现摄像头参数配置、图像实时采集、图像存储和图像显示等功能。系统包含CMOS图像传感器OV7670，FIFO芯片AL422B，32位单片机STM32F103ZET6，TFT屏，SD卡等主要器件。

计划：寒假期间和校历第一周：（1）学习STM32F103ZET6、0V7670、AL422B等器件的资料，可以尝试英文资料的学习。（2）初步设计系统各部件的连接方案，绘制原理图。校历二到四周：（3）研究开发板的例程，掌握基础设计，学习编制程序。校历五到八周：（4）对器件进行初始化，实现对摄像头的参数配置。（5）实现图像的采集。之后：（6）实现图像的显示。（7）对采集图像进行存储。

4. 研究创新点

该图像采集系统采用STM32F103ZET6处理器，STM32是ST公司推出的基于ARM内核Cortex－M3的32位微控制器系列。该系列微处理器融合了ARM和ST技术，最高工作频率可达72MHz，片内外资源丰富，功耗低。本系统采用OV7670图像传感器，它体积小，工作电压低，提供单片VGA摄像头和影像处理器的所有功能，同时其外部硬件电路配置灵活。OV7670图像传感器的工作时钟为24MHZ，采集速度达到每秒30帧，有效像素达到30万，它灵敏度高适合低照度应用及低电压嵌入式应用。通过SCCB总线控制，可以输入整帧、子采样、取窗口等方式的各种分辨率8位影像数据。用户可以完全控制图像质量、数据格式和传输方式。