高速线阵CCD图像数据采集系统的研究

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1、⑧中国近代第一所大学FOUNDEDlN1895天洋大薯TlANJINUNIVERSlTY硕士学位论文口学科专业：作者姓名：指导教师：光学工程王勤刘文耀教授天津大学研究生院2005年11月中文摘要视觉信息占人类五官接收信息总量的80％，图像传感器可以扩展人类的视觉范围。随着信息时代的到来，图像传感器越来越多地应用于科学研究及生产生活中。目前主要的有CCD图像传感器、CMOS图像传感器、CIS图像传感器及热电图像传感器。其中，CCD图像传感器以其卓越的性能广泛应用于高精度测量、检测、图像分析、光谱探测等领域。本文简要介绍了CCD图像传感器、数字相机、图像采集卡的

2、发展现状，对线阵CCD图像传感器的应用进行了研究，以线阵CCD图像传感器TCDl209D为例建立了一套图像数据采集系统。论文的主要内容包括以下几个方面：1．对图像传感器应用中的光源选择问题进行了探讨；2．详细介绍了线阵CCD芯片TCDl209D的工作原理并采用Altera的CPLD为其设计驱动器：3．设计了8bitA／D数据采集卡并对EPP、USB、PCI接口方案的选择进行了讨论；4．详细介绍了基于EPP并行接口A／D数据采集卡的软硬件设计；5．对USB总线、USB控制芯片的选择进行了阐述，并以CYPRESS的FX2系列芯片为例设计开发了基于uSB2．O总线

3、接口的数据采集卡，对其固件程序及设备驱动程序的编写进行了研究；在Visualc++6．0环境下开发了在Windows下访问硬件接口的应用程序；6．将所建立的图像数据采集系统应用于宽幅感光胶片的表面缺陷检测中，设计了基于灰度数学形态学的快速检测算法。关键词：图像传感器，驱动器，EPP并行接121，USB总线，灰度数学形态学ABSTRACTVisioninformationiSalmost80percentofa11theinformationreceivedbyhuman．Imagesensorsmayexpandhuman’Svisionbroad．More

4、andmoreimagesensorsareappliedtoscientifiCresearch，manufactureandourdaily1ife．ThemaintypesOfimagesensorsareCCDsensors．CMOSSensors．CISSensorsandthermoelectricSensors，inwhich，CCDSensorsarewidelYappliedtofields0fhighaccuracYmeasurement，imageanalysis，spectrumdetectionandSOOilwiththeirre

5、markableperformance．Inthisthesis，CCDimagesensors，digitalcameraandimagedataacquisitioncardshavebeenintroducedbrieflyandtheapplicationtechniqueofCCDhasbeenstudied．AnimageacquisitionsystembasedonTCD1209，alinearCCDsensor，hasbeendevelopedtoacquireandprocessimagedata．Themaincontentsofthi

6、Sthesisarelistedasfollowing1．Illuminationappliedtoimagesystemhasbeendiscussed2．TheprincipleoflinearCCDsensorTCD1209DhasbeenintroducedindetailanditsdrivercircuithasbeendesignedandimplementedbyusingCPLD．3．AnA／DacquisitioncardhasbeendesignedandtheinterfacemethodsuchasEPP，USBandPCIhasb

7、eendiscussed．4．Thehardwareandsoftwareofan8bit，A／DacquisitioncardwithEPPparallelinterfacehavebeenestablished．5．AnimagedatacollectivesystembasedonUSBcontrollerbyusingCYPRESSFX2chiphasbeenbuiltup．AndtheUSBdriversystemhasbeendeveloped．6．Afastalgorithmbasedongray—morphologyhasbeenpropos

8、edandappliedtoenhanceandde