一種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及自動檢測技術領域，尤其是一種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)。它包括數字信號處理器、FPGA芯片、第一視頻解碼器、第二視頻解碼器、串行解串器及串口連接器；第一視頻解碼器和第二視頻解碼器分別與FPGA芯片相連并分別受控于數字信號處理器，FPGA芯片通過電機驅動器連接有變倍電機，數字信號處理器根據調焦量信號向FPGA芯片反饋電機運轉量信號，FPGA芯片將電機運轉量信號轉換為PWM控制信號后輸出至電機驅動器。本實用新型通過數字信號處理器和FPGA芯片可有效提高自動調焦的穩(wěn)定性和可靠性；通過增設的視頻解碼器和串行解串器使得整個控制系統(tǒng)可在實現自動調焦功能的基礎上，也能夠對外部輸出的視頻圖像進行優(yōu)化處理后進行圖像輸出，從而極大地豐富了整個系統(tǒng)的功能。
【專利說明】
一種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及自動檢測技術領域，尤其是一種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術及圖像處理技術的飛速發(fā)展，基于圖像處理技術的自動調焦技術已被廣泛應用于攝像、醫(yī)療、地理遙感、軍事偵察等各個領域的工程系統(tǒng)中。然而，現有的自動調焦系統(tǒng)由于結構設計的不甚合理，導致其普遍u才能在如下問題:1、可靠性低、接口復雜、操作不便且集成度較低，給自動調焦的控制帶來了諸多困難;2、系統(tǒng)的硬件結構復雜、數量多、功耗高、實時性較差;3、功能單一，一般只能對鏡頭進行調焦處理，而無法對其他可見光圖像進行處理。
[0003]因此，如何對現有的調焦系統(tǒng)提出改進方案，成為廣大技術人員普遍關心的技術問題。
【實用新型內容】
[0004]針對上述現有技術存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種系統(tǒng)結構簡單、功能豐富、性能穩(wěn)定、可靠性及集成度高的圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]—種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)，它包括數字信號處理器、與數字信號處理器進行數據通信連接的FPGA芯片、用于將模擬圖像轉換為數字圖像后輸出至FPGA芯片的第一視頻解碼器、用于將FPGA芯片輸出的數字圖像轉換為模擬圖像的第二視頻解碼器、用于將FPGA芯片輸出的數字圖像以低電壓差分信號的形式輸出的串行解串器以及用于通過FPGA芯片向數字信號處理器輸入調焦量信號的串口連接器；
[0007]所述第一視頻解碼器和第二視頻解碼器分別與FPGA芯片相連并分別受控于數字信號處理器，所述FPGA芯片還通過電機驅動器連接有一變倍電機，所述數字信號處理器根據調焦量信號向FPGA芯片反饋電機運轉量信號，所述FPGA芯片將電機運轉量信號轉換為PffM控制信號后輸出至電機驅動器。
[0008]優(yōu)選地，所述數字信號處理器為TMS320F2812型DSP處理器，所述FPGA芯片為EP1C12Q240C8型芯片；所述數字信號處理器的地址總線接口、數據總線接口、片選信號接口、DSP讀使能信號接口、DSP寫使能信號接口、DSP讀寫選擇接口、外部保持請求接口、外部準備后信號接口、GP1信號接口和中斷控制信號接口分別與FPGA芯片的功能接口對應連接。
[0009]優(yōu)選地，所述第一視頻解碼器包括一 SAA7113型解碼芯片。
[0010]優(yōu)選地，所述第二視頻解碼器包括一 SAA7121型解碼芯片。
[0011]優(yōu)選地，所述串行解串器包括一 DS90CR215型解串芯片。
[0012]優(yōu)選地，所述串口連接器包括一ST16C654型串口芯片。
[0013]由于采用了上述方案，本實用新型通過將數字信號處理器與FPGA芯片2的結合形成整個控制系統(tǒng)的核心控制單元，規(guī)避了現有技術中由于采用單片機作為核心而造成調焦系統(tǒng)可靠性低、接口繁多、集成度低等缺陷，并有效地提高了自動調焦的穩(wěn)定性和可靠性；同時，通過增設的視頻解碼器和串行解串器使得整個控制系統(tǒng)可在實現自動調焦功能的基礎上，也能夠對外部輸出的視頻圖像進行優(yōu)化處理后進行圖像輸出，從而極大地豐富了整個系統(tǒng)的功能;其結構簡單、集成度高、性能穩(wěn)定、功能豐富、功耗低，具有很強的實用價值和市場推廣價值。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型實施例的控制原理框圖；
[0015]圖2是本實用新型實施例的數字信號處理器與FPGA芯片連接原理圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0017]如圖1和圖2所示，本實施例提供的一種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)，它包括:
[0018]數字信號處理器1，其主要由一 TMS320F2812型DSP處理器構成，在整個控制系統(tǒng)中起到核心控制的作用，如:在采集到各種數據后通過預先植入的算法的計算后輸出各種控制量的信號；
[0019]FPGA芯片2，其以擴展總線的方式與數字信號處理器I進行數據通信連接，在整個系統(tǒng)中起到時序及邏輯控制的作用，本實施例的FPGA芯片2優(yōu)選EP1C12Q240C8型芯片；
[0020]第一視頻解碼器3，其主要由一SAA7113型解碼芯片構成，同時受控于數字信號處理器I，以用于將可見光模擬圖像(如視頻圖像等)轉換為數字圖像后輸出至FPGA芯片2進行清晰度處理；
[0021]第二視頻解碼器4，其主要由一SAA7121型解碼芯片構成，同時受控于數字信號處理器I，以用于將FPGA芯片2輸出的數字圖像轉換為模擬圖像并以PAL制視頻信號的形式輸出至電視等終端顯示載體上；
[0022]串行解串器5，其主要一DS90CR215型解串芯片構成，以用于將FPGA芯片2輸出的數字圖像以低電壓差分信號的形式輸出至諸如液晶顯示屏上進行顯示；
[0023]串口連接器6，其主要由一ST16C654型串口芯片構成，其可與諸如控制主機等外部控制設備相連，以便于用戶進行調焦量的輸出，并通過FPGA芯片2向數字信號處理器I輸入調焦量信號；
[0024]變倍電機7，其裝設于可見光鏡頭內，以實現鏡頭焦距的調控，其通過一電機驅動器8與FPGA芯片2相連，數字信號處理器I根據調焦量信號向FPGA芯片2反饋電機運轉量信號，而FPGA芯片2再將電機運轉量信號轉換為PffM控制信號后輸出至電機驅動器8，從而實現變倍電機7運動量的調控；
[0025]另外，第一視頻解碼器和第二視頻解碼器分別與FPGA芯片相連并分別受控于數字信號處理器。
[0026]如此，通過將數字信號處理器I與FPGA芯片2的結合形成整個控制系統(tǒng)的核心控制單元，規(guī)避了現有技術中由于采用單片機(MCU)作為核心而造成調焦系統(tǒng)可靠性低、接口繁多、集成度低等缺陷；同時通過增設的視頻解碼器和串行解串器5使得整個控制系統(tǒng)可在實現自動調焦功能的基礎上，也能夠對外部輸出的視頻圖像進行優(yōu)化處理后進行圖像輸出，從而極大地豐富了整個系統(tǒng)的功能。
[0027]為最大限度地降低整個系統(tǒng)的復雜性，優(yōu)化核心元器件之間的性能配合效果；如圖2所示，本實施例的數字信號處理器I與FPGA芯片2之間的接口連接內容為:數字信號處理器I的地址總線接口(XA 18-0 )、數據總線接口(XD 15-0)、片選信號接口(XZCS6AND7)、DSP讀使能信號接口(XRD)、DSP寫使能信號接口(XWE)、DSP讀寫選擇接口(XR/W)、外部保持請求接口(XHOLD)、外部準備后信號接口(XREADY)、GP10信號接口和中斷控制信號接口(XINT)分別與FPGA芯片2的功能接口對應連接。
[0028]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括數字信號處理器、與數字信號處理器進行數據通信連接的FPGA芯片、用于將模擬圖像轉換為數字圖像后輸出至FPGA芯片的第一視頻解碼器、用于將FPGA芯片輸出的數字圖像轉換為模擬圖像的第二視頻解碼器、用于將FPGA芯片輸出的數字圖像以低電壓差分信號的形式輸出的串行解串器以及用于通過FPGA芯片向數字信號處理器輸入調焦量信號的串口連接器； 所述第一視頻解碼器和第二視頻解碼器分別與FPGA芯片相連并分別受控于數字信號處理器，所述FPGA芯片還通過電機驅動器連接有一變倍電機，所述數字信號處理器根據調焦量信號向FPGA芯片反饋電機運轉量信號，所述FPGA芯片將電機運轉量信號轉換為PWM控制信號后輸出至電機驅動器。2.如權利要求1所述的一種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)，其特征在于:所述數字信號處理器為TMS320F2812型DSP處理器，所述FPGA芯片為EP1C12Q240C8型芯片；所述數字信號處理器的地址總線接口、數據總線接口、片選信號接口、DSP讀使能信號接口、DSP寫使能信號接口、DSP讀寫選擇接口、外部保持請求接口、外部準備后信號接口、GP1信號接口和中斷控制信號接口分別與FPGA芯片的功能接口對應連接。3.如權利要求2所述的一種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)，其特征在于:所述第一視頻解碼器包括一 SAA7113型解碼芯片。4.如權利要求2所述的一種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)，其特征在于:所述第二視頻解碼器包括一 SAA7121型解碼芯片。5.如權利要求2所述的一種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)，其特征在于:所述串行解串器包括一 DS90CR215型解串芯片。6.如權利要求2所述的一種圖像處理及自動調焦控制系統(tǒng)，其特征在于:所述串口連接器包括一 ST16C654型串口芯片。
【文檔編號】H04N5/14GK205490873SQ201620268815
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】王玉坤, 張銳, 賈娜, 陳宏燁
【申請人】王玉坤, 張銳, 賈娜, 陳宏燁