本發明專利技術公開了一種用于非制冷紅外成像的圖像采集處理系統，該系統由圖像采集模塊、圖像處理模塊、圖像網絡傳輸模塊、軟件驅動模塊幾部分組成；圖像采集模塊以圖像采集芯片作為紅外圖像傳感器，進行實時紅外圖像采集；圖像處理模塊通過TMS320DM642?DSP芯片上提供的視頻口對采集到的圖像信號進行處理，圖像網絡傳輸模塊利用TMS320DM642?DSP芯片上集成的EMAC控制器和PHY芯片LXT971A完成圖像的實時網絡傳輸；該系統可以完成圖像采集、處理與網絡初始化利用任務，同時該系統具有高靈敏度、處理速度快、高可靠性、體積小、低成本等特點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于紅外成像技術的具體應用，尤其涉及一種用于非制冷紅外成像的圖像采集處理系統。
技術介紹
紅外成像儀最早是為了軍事目的而研發的，經過這么多年發展，紅外熱像儀已經被廣泛的應用于民用市場。在軍用領域，紅外熱像儀被廣泛的應用于海、路、空三軍，例如目標識別、精確制導、夜間偵察監視等等。在民用領域，隨著紅外熱像儀的生產成本的降低，在醫療、電力、工業、消防等方面都發揮著重要作用，例如電路板故障檢測、電路故障排查等，它能找到一些用常規方法無法找到的缺陷與錯誤，因而能夠降低成本，增加產品的合格率，對人們的日常生產生活起到很大的推動作用。紅外熱像儀的發展前景非常廣闊，應用非常廣泛，但國內市場一直被西方外國公司所壟斷，僅向中國提供中低端產品，高端產品屬于禁運，而且價格昂貴。隨著MEMS技術的發展，一種基于光力學效應的非制冷紅外成像技術在中國誕生，與傳統的制冷型紅外成像技術相比，它具有低功耗、小型化、高分辨率、低成本和非制冷的優勢。在我國基于MEMS的光讀出非制冷紅外成像技術起步相對較晚，但國家投入了大量人力物力，并且取得了一定的進展。1995年，中國科學院長春光學精密機械研究所利用微機械加工技術研制成功了線列32元、128元硅微測熱輻射計陣列，NETD為300Mk，存儲時間為1ms。2003年，中國科技大學與中科院微電子所合作，利用刀口濾波的方法得到了200℃物體的紅外熱像，其溫度分辨率為7K。2006年，它們已經能夠得到室溫下物體的紅外熱像。并與2007年得到60m人體的運動圖像。基于上述背景，該專利技術提供了一種具有高靈敏度、處理速度快、高可靠性、體積小、低成本等特點的用于非制冷紅外成像的圖像采集處理模塊，對于國產紅外熱像儀核心芯片最終成為產品走向市場，有相當明顯的推進作用。
技術實現思路
針對國內紅外熱像儀圖像采集與處理系統靈敏度較低處理速度較慢的實際情況，本專利技術的目的在于，提供一種用于非制冷紅外成像的具有高靈敏度、處理速度快、高可靠性、體積小、低成本等特點的圖像采集處理系統。為了實現上述任務，本專利技術采用如下的技術解決方案：一種用于非制冷紅外成像的圖像采集處理系統，其特征在于：包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、圖像網絡傳輸模塊、軟件驅動模塊；所述的圖像采集模塊以圖像采集芯片作為紅外圖像傳感器，進行實時紅外圖像采集；所述的圖像處理模塊通過TMS320DM642 DSP芯片上提供的視頻口對采集到的圖像信號進行處理，所述的圖像網絡傳輸模塊利用TMS320DM642芯片上集成的EMAC控制器和Inter公司的PHY芯片LXT971A完成圖像的實時網絡傳輸；所述的軟件驅動模塊基于TI的DSP/BIOS實時多任務操作系統，完成圖像采集、圖像處理和網絡初始化任務，同時在網絡初始化任務中又動態建立了網絡發送任務，用以發送視頻數據，完成上位機的接收。具體的，當成像物體的紅外圖像照射在圖像采集模塊的CMOS上時，CMOS將采集到的紅外圖像數據傳輸到圖像處理模塊，經過TMS320DM642 DSP芯片的VP口FIFO，由EDMA存儲在SDRAM芯片中，然后TMS320DM642 DSP芯片對存儲在SDRAM芯片中的圖像進行處理，處理完成后經過EMAC接口，利用圖像網絡傳輸模塊發送給上位機，然后上位機完成圖像的顯示與存儲，同時視頻采集模塊再采集新的視頻幀，進行下一輪的處理，與此同時，上述過程都在軟件驅動模塊的控制之下完成。在該圖像采集處理系統中，所述的圖像采集模塊以Micron公司的MT9P031 CMOS圖像采集芯片作為紅外圖像傳感器；所述的圖像采集芯片自帶ADC，輸出為12位RAW視頻模式，在RAW模式下，MT9P031通過內部寄存器提供同步的設置LINE_VALID信號和TMS320DM642的VPxCTL0相連，給TMS320DM642提供行同步信號，控制其工作方式。在該圖像采集處理系統中，所述的圖像處理模塊包括電源部分、復位電路、TMS320DM642 DSP芯片、SDRAM芯片、FLASH存儲器，所述的電源部分選擇兩塊開關電源MAX1951和一塊線性電源LT1963A，用開關電源產生3.3V和1.4V(DM642內核)電壓，用LT1963A產生1.8V電壓，給MT9P031 CMOS圖像采集板供電，為整個系統提供源源不斷的功率消耗，保證集成電路上各個IC可以正確可靠的工作；所述的復位電路接入TMS320DM642 DSP芯片，復位閾值為3.08V，即當VCC的電壓小于3.08V時，就會在復位管腳輸出低電平，當VCC電壓大于3.08V時，繼續保持低電平200ms；所述的TMS320DM642 DSP芯片集成了3個專門用作視頻圖像采集的VP口，每個VP口最大支持20位的視頻采集，且每個VP口分為A、B兩個通道，這兩個通道可獨立使用，被配置為視頻采集口或視頻輸出口，每個視頻口又有5120KB的FIFO，以便視頻數據的緩存使用；同時，所述的TMS320DM642 DSP芯片集成有以太網外部媒體訪問控制器(EMAC)符合IEEE 802.3規范，支持10Mbps／100Mbps的半雙工或全雙工模式，具有獨立媒體接口(MII)，可直接與PHY器件連接，實現圖像數據的而網絡傳輸；進一步的，所述的TMS320DM642 DSP芯片集成有外部存儲器接口(EMIFA)，EMIFA接口為64位寬，可以擴展1G的存儲空間，可以實現與絕大多數同步或異步存儲器的無縫連接；進一步的，所述的TMS320DM642 DSP芯片還集成有多通道音頻串行接口(McASP)、多通道緩存串口(McBSP)、I2C總線模塊、通用GPIO接口，以及HPI、PCI接口，為進一步開發基于網絡傳輸的圖像處理設備提供方便；所述的SDRAM芯片選擇Micron公司的MT48LC4M32B2，工作電壓3.3V，通過EMIFA接口與TMS320DM642 DSP芯片直接相連，系統使用兩片MT48LC4M32B2擴展成為4Mx64b，工作頻率133MHz，以滿足系統對存儲空間和速度的需求；所述的FLASH存儲器選擇AMD公司生產的4Mx8bit的FLASH存儲器，在使用時將DSP的U23和V24管腳上拉，即設置為EMIF啟動，這樣在每一次上電時，程序就從FLASH存儲器中加載到DSP中運行。在該圖像采集處理系統中，所述的圖像網絡傳輸模塊包括EMAC控制模塊、EMAC接口模塊和MDIO模塊，所述的EMAC控制模塊負責EMAC模塊和MDIO模塊的管理，是TMS320DM642 DSP芯片內核與EMAC模塊、MDIO模塊之間的接口，同時，所述的EMAC控制模塊包含能有效使用DSP存儲器所必需的組件，管理網絡功能的復位、中斷等，并且控制存儲器的優先權，以便用來平衡EMAC設備和TMS320DM642 DSP芯片外圍設備對存儲器的操作，進一步的，所述的EMAC控制模塊的外圍總線接口，允許EMAC模塊通過TMS320DM642 DSP芯片的存儲控制器來讀、寫內部和外部存儲器；所述的EMAC接口模塊符合IEEE802.3協議，支持MII接口，具有8個獨立的發送與接收通道，支持10Mb/100Mb的單雙工和全雙工數據傳輸，用于和網絡器件連接，利用外擴物理層芯片(PHY)，以實現和TMS32本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于非制冷紅外成像的圖像采集處理系統，其特征在于包括：圖像采集模塊、圖像處理模塊、圖像網絡傳輸模塊、軟件驅動模塊幾部分；圖像采集模塊的輸出端通過視頻接口連接到圖像處理模塊的輸入端口，圖像處理模塊的輸出端與圖像網絡傳輸模塊的輸入端連接，圖像網絡傳輸模塊利用EMAC接口同上位機進行連接，軟件驅動模塊則通過網絡接口與圖像采集模塊、圖像處理模塊以及圖像網絡傳輸模塊之間進行連接。
【技術特征摘要】
1.一種用于非制冷紅外成像的圖像采集處理系統，其特征在于包括：圖像采集模塊、圖像處理模塊、圖像網絡傳輸模塊、軟件驅動模塊幾部分；圖像采集模塊的輸出端通過視頻接口連接到圖像處理模塊的輸入端口，圖像處理模塊的輸出端與圖像網絡傳輸模塊的輸入端連接，圖像網絡傳輸模塊利用EMAC接口同上位機進行連接，軟件驅動模塊則通過網絡接口與圖像采集模塊、圖像處理模塊以及圖像網絡傳輸模塊之間進行連接。2.如權利要求1所述的圖像采集處理系統，其特征在于，所述的圖像采集模塊以Micron公司的MT9P031 CMOS圖像采集芯片作為紅外圖像傳感器，用于實時紅外圖像采集；所述的圖像采集芯片自帶ADC，輸出為12位RAW視頻模式，在RAW模式下，MT9P031通過內部寄存器提供同步的設置LINE_VALID信號和TMS320DM642DSP芯片的VPxCTL0相連，給TMS320DM642DSP芯片提供行同步信號，控制其工作方式。3.如權利要求1所述的圖像采集處理系統，其特征在于，所述的圖像處理模塊用于對采集到的圖像信號進行處理，包括電源部分、復位電路、TMS320DM642 DSP芯片、SDRAM芯片、FLASH存儲器幾部分；所述的電源部分與TMS320DM642 DSP芯片的電源接口連接，為整個系統提供源源不斷的功率消耗，確保集成電路上各個IC正確可靠的工作；所述的復位電路接入TMS320DM642 DSP芯片，復位閾值為3.08V；所述的TMS320DM642 DSP芯片集成有以太網外部媒體訪問控制器(EMAC)并具有獨立媒體接口(MII)，直接與PHY器件連接，實現圖像數據的網絡傳輸；所述的TMS320DM642 DSP芯片還集成有外部存儲器接口(EMIFA)，可以與同步或異步存儲器實現無縫連接；所述的TMS320DM642 DSP芯片還集成有多通道音頻串行...
【專利技術屬性】
技術研發人員：雷剛，
申請(專利權)人：雷剛，
類型：發明
國別省市：四川;51
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