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红外触发式数码成像系统的研究与实现

作　者: 杨晓东
导　师: 杜明辉
学　校: 华南理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: COACH6 热释电红外传感器红外触发式监控领域
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 39次
引　用: 1次
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内容摘要

本文研究并设计开发出一个可以运用于监控领域的红外触发式数码成像系统。本系统不同于普通数码相机系统和一般的视频监控系统。其主要原理在于对场景实施实时监控,并在发现运动目标的同时启动拍照功能。本系统针对监控这一特定应用,追求在合理的成本范围内设计并开发出轻巧、稳定、高性能的自动触发成像系统。本文在对相关技术进行一定的研究和分析后,在自动触发方面,采用热释电红外传感器作为完成红外自动触发功能的核心器件；而在成像方面,采用类似与数码相机的架构,以主控芯片ZORAN COACH6为核心,使用CMOS影像传感器OV2630，选用合适的SDRAM和NAND FLASH存储芯片,并设计USB接口,从而构建了成像子系统。由于单纯依靠COACH6芯片维护系统运行功耗过大,所以在系统中引入MCU来响应触发信号并开关成像子系统,同时实现用户设置功能。本文的目标在于构建一个触发响应速度快,成像品质佳,运行功耗小的自动触发成像系统。通过软件上的软件流程精简,以及基于COACH6平台的图像质量调试,本系统不断靠近预期目标。通过最终的系统的整机测试,本系统表现良好,完全达到预期的设计要求,同时由于性价比高,可以比较广泛适用于监控领域。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-14
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 研究目标  12-13
  1.3 论文的主要内容及章节安排  13-14
第二章系统硬件设计  14-37
  2.1 系统总体设计  14-15
  2.2 前端红外检测模块的设计及实现  15-19
    2.2.1 菲涅尔透镜  16-17
    2.2.2 热释电红外传感器  17
    2.2.3 信号放大及判决电路  17-19
  2.3 系统主控制MCU及相关电路的设计与实现  19-25
    2.3.1 MCU与红外检测连接电路设计  21
    2.3.2 MCU与成像子系统连接电路设计  21-23
    2.3.3 键盘电路设计  23
    2.3.4 LCD电路设计  23-24
    2.3.5 电压检测电路设计  24-25
  2.4 后端数码成像子系统设计及实现  25-37
    2.4.1 基于ZORAN COACH6的数码成像子系统  25-28
    2.4.2 CMOS传感器的选用及电路设计  28-29
    2.4.3 SDRAM的选用和电路设计  29-31
    2.4.4 NAND FLASH及SD卡的选用和电路设计  31-34
    2.4.5 USB及UART接口的设计  34-35
    2.4.6 红外滤光切换装置  35-37
第三章基于ZORAN COACH6的图像质量调试  37-50
  3.1 图像质量调试前的准备工作  38-39
  3.2 曝光表及增益表调试  39-42
  3.3 暗电流校正  42-43
  3.4 Gamma校正  43-44
  3.5 自动白平衡  44-47
  3.6 色彩匹配与格式转换  47-48
  3.7 边缘加强  48
  3.8 亮度均衡化  48
  3.9 坏点校正  48-50
第四章系统软件设计  50-67
  4.1 成像子系统端软件设计  50-59
    4.1.1 ZORAN COACH6系统平台  50-52
    4.1.2 成像子系统工作模式设计  52-53
    4.1.3 COACH6软件主流程设计  53-54
    4.1.4 复位模式的设计  54-55
    4.1.5 USB模式的设计  55-56
    4.1.6 拍照模式的设计  56-58
    4.1.7 调试模式的设计  58-59
  4.2 主控制MCU端软件设计  59-67
    4.2.1 主控制MCU功能及软件设计简述  59-62
    4.2.2 关机模式的设计  62
    4.2.3 用户设置模式的设计  62-63
    4.2.4 等待触发模式的设计  63-64
    4.2.5 拍照模式的设计  64
    4.2.6 USB模式的设计  64-65
    4.2.7 调试模式的设计  65-67
第五章系统测试与分析  67-75
  5.1 功能测试  67-68
  5.2 性能测试  68-75
    5.2.1 触发时间  68-69
    5.2.2 图像质量  69-74
    5.2.3 系统功耗  74
    5.2.4 系统稳定性和可靠性  74-75
总结  75-76
参考文献  76-80
附录  80-87
攻读硕士学位期间取得的研究成果  87-88
致谢  88-89
答辩委员会对论文的评定意见  89

红外触发式数码成像系统的研究与实现

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