多臺ccd攝像機(jī)同步信號采集驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多臺CCD攝像機(jī)同步信號采集驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置由AD采樣模塊、CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊和GIGE傳輸模塊構(gòu)成，AD采樣模塊并聯(lián)連接采集前端，AD采樣模塊通過GIGE傳輸模塊連接PC上位機(jī)；AD采樣模塊和GIGE傳輸模塊分別與CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊信號連接，CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊與采集前端信號連接。本實(shí)用新型使用一塊驅(qū)動(dòng)芯片，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)CCD傳感器同步采集、AD采樣及GIGE傳輸，可有效減少視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)采集的硬件投入，并可以為全景拼接提供素材；可以減少圖像采集的光路，從而減少產(chǎn)品體積和重量，減少產(chǎn)品的成本。
【專利說明】多臺CCD攝像機(jī)同步彳米集驅(qū)動(dòng)裝直

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及信息技術(shù)中的信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，特別涉及多臺CCD(全稱ChargeCoupled Device,電荷稱合元件)攝像機(jī)同步信號采集驅(qū)動(dòng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在一些重要場所(例如銀行庫房、陽極泥車間、保密機(jī)構(gòu)等處)對視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的要求非常嚴(yán)格，需要實(shí)現(xiàn)在重點(diǎn)區(qū)域360°無死角同步視頻采集，所以需要在同一區(qū)域設(shè)置多臺CCD攝像機(jī)。為實(shí)現(xiàn)多臺CCD攝像機(jī)同步采集，目前常用的實(shí)現(xiàn)方法為，為每臺攝像機(jī)均配置一套獨(dú)立采集驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并將各攝像機(jī)采集獲取的圖像匯聚到視頻光端機(jī)(攝像機(jī)為模擬前端)或交換機(jī)(攝像機(jī)為數(shù)字前端)統(tǒng)一上傳至監(jiān)控中心，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)同步采集，則需要給該區(qū)域配置視頻同步盒一臺，為各前端攝像機(jī)提供同步信號。該實(shí)現(xiàn)方法會(huì)造成硬件資源的浪費(fèi)，硬件成本的投入較多。
[0003]目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域CCD DR (全稱Digital Rad1graphy,數(shù)字化醫(yī)用X射線攝影)探測器均采用醫(yī)學(xué)專用的單個(gè)大分辨率CCD傳感器實(shí)現(xiàn)圖像采集。單個(gè)CCD DR探測器需選用超大廣角鏡頭，采集光路較長，從而導(dǎo)致產(chǎn)品體積和重量偏大，不利于安裝和運(yùn)輸?shù)裙こ袒僮?，同時(shí)大分辨率CCD傳感器和超大廣角鏡頭價(jià)格較為昂貴。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對上述問題，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)多個(gè)CCD傳感器同步采集，實(shí)現(xiàn)同一區(qū)域多個(gè)CCD攝像機(jī)圖像無死角同步采集，并可以為全景拼接提供素材；解決單個(gè)CCD DR探測器存在的超大廣角鏡頭以及采集光路較長的問題，從而減輕產(chǎn)品體積和重量，降低成本。
[0005]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的。多臺CCD攝像機(jī)同步信號采集驅(qū)動(dòng)裝置，包括驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置由AD (全稱Analog to Digital Converter,模數(shù)轉(zhuǎn)換器)采樣模塊、CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊和GIGE傳輸模塊構(gòu)成，AD采樣模塊并聯(lián)連接采集前端，AD采樣模塊通過GIGE傳輸模塊連接PC上位機(jī)；AD采樣模塊和GIGE傳輸模塊分別與CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊信號連接，CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊與采集前端信號連接；
[0006]所述PC上位機(jī):作為視頻管理工作站使用，用于顯示和管理各(XD攝像機(jī)的視頻圖像；
[0007]所述AD采樣模塊:用于將采集到各CCD傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，含AD采樣芯片、放大電路和電源供電模塊；
[0008]所述CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊:用于給采集前端、AD采樣模塊和GIGE (千兆網(wǎng)接口)傳輸模塊提供工作必要時(shí)序驅(qū)動(dòng)，含時(shí)鐘輸入、復(fù)位按鈕輸入、觸發(fā)采集按鈕輸入、CPLD驅(qū)動(dòng)芯片和電源供電等模塊；
[0009]所述GIGE傳輸模塊:千兆網(wǎng)傳輸接口，用于將各(XD的視頻數(shù)字信號圖像傳輸至PC上位機(jī)。
[0010]進(jìn)一步地，所述采集前端為(XD攝像機(jī)組成，用于采集前端視頻模擬量圖像數(shù)據(jù)。
[0011]進(jìn)一步地，所述(XD攝像機(jī)為彩色智能球形攝像機(jī)、彩色槍式攝像機(jī)或彩色半球攝像機(jī)或至少兩種攝像機(jī)的組合。
[0012]本實(shí)用新型使用一塊驅(qū)動(dòng)芯片，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)CCD傳感器同步采集、AD采樣及GIGE傳輸；運(yùn)用于視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)中，可有效減少視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)采集的硬件投入，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)同一區(qū)域、不同角度、無延時(shí)、多個(gè)CCD攝像機(jī)圖像同步采集，并可以為全景拼接提供素材；運(yùn)用于CCD DR探測器中，用多個(gè)小分辨率CCD傳感器和鏡頭替代單個(gè)大分辨率CCD傳感器和超大廣角鏡頭，可以減少圖像采集的光路，從而減少產(chǎn)品體積和重量，同時(shí)可以減少廣品的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型攝像機(jī)同步信號采集驅(qū)動(dòng)裝置的硬件框圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型中CPLD驅(qū)動(dòng)程序組成框圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型各模塊間的執(zhí)行流程圖。
[0016]圖4a?圖4e是本實(shí)用新型的整體仿真效果圖。
[0017]圖中:1.PC上位機(jī)，2.驅(qū)動(dòng)裝置，21.AD采樣模塊，22.CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊23.GIGE，3.采集前端，221.轉(zhuǎn)移模塊，222.積分模塊，223.控制模塊，224.CCD驅(qū)動(dòng)輸出模塊，225.AD配置模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，參見圖1至圖3，多臺C⑶攝像機(jī)同步信號采集驅(qū)動(dòng)裝置，包括驅(qū)動(dòng)裝置2，驅(qū)動(dòng)裝置2由AD (全稱Analog to DigitalConverter，模數(shù)轉(zhuǎn)換器)采樣模塊21、CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊22和GIGE (千兆網(wǎng)接口)傳輸模塊23構(gòu)成，AD采樣模塊21并聯(lián)連接采集前端3，AD采樣模塊21通過GIGE傳輸模塊23連接PC上位機(jī)1 ;AD采樣模塊21和GIGE傳輸模塊23分別與CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊22信號連接，CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊22與采集前端3信號連接；
[0019]所述PC上位機(jī)1:作為視頻管理工作站使用，用于顯示和管理各C⑶攝像機(jī)的視頻圖像；
[0020]所述AD采樣模塊21:用于將采集到各CCD傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，含AD采樣芯片、放大電路和電源供電模塊；
[0021]所述CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊22:用于給采集前端3、AD采樣模塊21和GIGE (千兆網(wǎng)接口)傳輸模塊23提供工作必要時(shí)序驅(qū)動(dòng)，含時(shí)鐘輸入、復(fù)位按鈕輸入、觸發(fā)采集按鈕輸入、CPLD驅(qū)動(dòng)芯片和電源供電等|旲塊；
[0022]所述GIGE傳輸模塊23:千兆網(wǎng)傳輸接口，用于將各C⑶的視頻數(shù)字信號圖像傳輸至PC上位機(jī)1。
[0023]所述采集前端3為(XD攝像機(jī)組成，用于采集前端視頻模擬量圖像數(shù)據(jù)。
[0024]所述CCD攝像機(jī)為彩色智能球形攝像機(jī)、彩色槍式攝像機(jī)或彩色半球攝像機(jī)或至少兩種攝像機(jī)的組合。
[0025]CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊22的驅(qū)動(dòng)程序分別由轉(zhuǎn)移模塊221、積分模塊222、控制模塊223、CCD驅(qū)動(dòng)輸出模塊224及AD配置模塊225組成，其中轉(zhuǎn)移模塊221的system_clk信號由CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊22的時(shí)鐘輸入產(chǎn)生、power_on_clear信號由CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊22復(fù)位按鈕輸入產(chǎn)生、transfer_start和acquire_gate信號由積分模塊222產(chǎn)生、同步信號連接至GIGE傳輸模塊23、AD驅(qū)動(dòng)信號連接至AD采樣模塊21、R信號連接至采集前端3 ;積分模塊222的image_acquire信號由采集裝置的觸發(fā)采集按鈕輸入提供、v_xfer_done和eighth_out兩個(gè)信號由轉(zhuǎn)移模塊221產(chǎn)生；控制模塊223的Integrate_start信號由積分模塊222產(chǎn)生、CCD_gate信號連接至AD采樣模塊21 ;(XD驅(qū)動(dòng)輸出模塊224的Vt和Ht信號由轉(zhuǎn)移模塊221產(chǎn)生、Vq和Hq信號由積分模塊222產(chǎn)生、CCD_1信號由控制模塊223產(chǎn)生、V和Η信號連接至采集前端3 ；AD配置模塊225的power_on_clear信號由CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊22復(fù)位按鈕輸入產(chǎn)生、eighth_out信號由轉(zhuǎn)移模塊221產(chǎn)生、sload、sclock和sdata三個(gè)信號連接至AD采樣模塊21。
[0026]轉(zhuǎn)移模塊221:產(chǎn)生(XD攝像機(jī)在buffer轉(zhuǎn)移、V轉(zhuǎn)移及Η轉(zhuǎn)移等階段的VtHt波形；產(chǎn)生整個(gè)(XD攝像機(jī)采集階段的R_clk信號；產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)與GIGE (FIFO)同步信號；產(chǎn)生AD工作的驅(qū)動(dòng)信號；為其他模塊提供的八分頻時(shí)鐘信號。
[0027]積分模塊222:控制產(chǎn)生每個(gè)(XD攝像機(jī)在積分和傳輸?shù)臅r(shí)間順序；產(chǎn)生各(XD攝像機(jī)在積分階段的Vq、Hq波形；提供幀信號產(chǎn)生的門限；提供轉(zhuǎn)移模塊221的復(fù)位信號。
[0028]控制模塊223:提供每個(gè)CCD攝像機(jī)輸出使能信號；提供每個(gè)CCD攝像機(jī)在不同階段的輸出控制信號(即為GIGE的使能信號)。
[0029](XD驅(qū)動(dòng)輸出模塊224:根據(jù)控制模塊223提供的控制信號，組合輸出轉(zhuǎn)移模塊221和積分模塊222的V、Η波形。
[0030]AD配置模塊225:給AD9814提供sload、sclock和sdata三組配置信號，使AD在相應(yīng)的工作模式下工作。
[0031]本實(shí)用新型的具體步驟為:
[0032]1)系統(tǒng)開始上電，先使能AD配置模塊225，通過模塊產(chǎn)生的sload、sclock及sdata三個(gè)信號，對AD采樣模塊21內(nèi)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行配置操作；
[0033]2)各模塊均開始工作，所有采集前端3的(XD攝像機(jī)進(jìn)行FLUSH操作，通過控制模塊223，將每個(gè)(XD攝像機(jī)的V、Η均輸出為轉(zhuǎn)移模塊221的Vt、Ht ；
[0034]3)當(dāng)有觸發(fā)采集信號，通過控制模塊223，停止所有(XD驅(qū)動(dòng)輸出模塊224輸出Vt、Ht波形，轉(zhuǎn)而全部輸出為積分模塊222的Vq、Hq波形，程序中設(shè)定采集前端3的1#(XD攝像機(jī)積分時(shí)間為1S ；
[0035]4)當(dāng)采集前端3的1#(XD攝像機(jī)積分結(jié)束后,先利用transfer_start信號，將轉(zhuǎn)移模塊221復(fù)位，然后利用控制模塊223控制CCD驅(qū)動(dòng)輸出模塊224，將除采集前端3的1#(XD攝像機(jī)的V、Η信號輸出為轉(zhuǎn)移模塊221的Vt、Ht外，其余采集前端3的各(XD攝像機(jī)的輸出均為Vq、Hq波形輸出；
[0036]5)當(dāng)轉(zhuǎn)移模塊221完一巾貞圖像后，產(chǎn)生一個(gè)名為v_xfer_done的脈沖信號,表不米集前端3的1#CCD攝像機(jī)傳輸結(jié)束,此時(shí)積分模塊222對v_xfer_done脈沖信號計(jì)數(shù),判斷計(jì)數(shù)的值是否為N，是則表示系統(tǒng)所有的N個(gè)CCD圖像采集完成，此時(shí)跳出圖像采集階段，重新進(jìn)入FLUSH階段，等待觸發(fā)采集信號；否則表示系統(tǒng)采集工作還未結(jié)束，此時(shí)將除下一個(gè)需要采集(XD的V、H信號輸出為轉(zhuǎn)移模塊221的Vt、Ht外，其余(XD圖像的輸出均為積分模塊222的Vq、Hq波形輸出，重復(fù)該過程，直至v_xfer_done脈沖信號的計(jì)數(shù)值為N時(shí)，采集才結(jié)束。
[0037]實(shí)施例:
[0038]1.驅(qū)動(dòng)裝置的硬件組成
[0039]圖1所示為本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)裝置的硬件組成框圖。原理為，CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)裝置按照相關(guān)的邏輯關(guān)系產(chǎn)生多個(gè)CCD傳感器的相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序，同時(shí)控制AD將采集到每個(gè)CCD傳感器的視頻模擬量圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。再利用CPLD控制GIGE將采集到每個(gè)(XD攝像機(jī)的視頻數(shù)字圖像數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)上逐一顯示。
[0040]2.CPLD驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)方法
[0041]本裝置以12臺(XD攝像機(jī)同步信號采集為例，詳細(xì)說明CPLD驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)方法(采集前端3增加或減少(XD攝像機(jī),不影響CPLD驅(qū)動(dòng)程序的整體架構(gòu)，僅v_xfer_done脈沖信號計(jì)數(shù)值不同，詳見圖3執(zhí)行流程圖)。本裝置選用了 Altera公司生產(chǎn)的MAX3000系列中型號名為EPM3512AFC256_10的CPLD作為驅(qū)動(dòng)芯片，分別給12個(gè)kodak公司的KA10340 (XD和1個(gè)AD公司的14位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片為AD9814提供驅(qū)動(dòng)時(shí)序。
[0042]12臺(XD攝像機(jī)同步信號采集驅(qū)裝置僅使用了一片AD9814芯片同時(shí)采樣上述12個(gè)CCD的圖像，每個(gè)CCD采集的過程基本上是相同的，只是在積分采集的時(shí)間點(diǎn)有所區(qū)別，因此驅(qū)動(dòng)程序有大量的復(fù)用性。為實(shí)現(xiàn)12個(gè)CCD傳感器驅(qū)動(dòng)程序的復(fù)用，驅(qū)動(dòng)程序?qū)?fù)用部分生成單獨(dú)的模塊，利用一些控制信號連接將其組合輸出。
[0043]本實(shí)用新型將CCD傳感器的垂直轉(zhuǎn)移、水平轉(zhuǎn)移階段、AD采樣部分和同步信號集成為轉(zhuǎn)移模塊221 ;將每個(gè)CCD的積分階段集成為積分模塊222 ;將CCD驅(qū)動(dòng)整合輸出提供控制信號的部分集成為控制模塊223 ;將AD配置部分集成為AD配置模塊224 ;將積分模塊222和轉(zhuǎn)移模塊221整合驅(qū)動(dòng)輸出集成為CCD驅(qū)動(dòng)輸出模塊225。通過實(shí)驗(yàn)證明，利用該方案設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以大幅度減少CPLD的宏資源和布線資源。
[0044]2.1 CPLD驅(qū)動(dòng)組成框圖及模塊分類
[0045]圖2所示為CPLD驅(qū)動(dòng)程序組成框圖，驅(qū)動(dòng)程序分別由轉(zhuǎn)移模塊221、積分模塊
222、控制模塊223、(XD驅(qū)動(dòng)輸出模塊224及AD配置模塊225等5個(gè)模塊組成。通過模塊間的產(chǎn)生連接信號，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的輸出。圖中各輸出信號的含義及作用如下:
[0046](1) system_clk為激勵(lì)輸入信號，CPLD的主頻輸入時(shí)鐘信號；
[0047](2) power_on_clear為激勵(lì)輸入信號，系統(tǒng)上電復(fù)位信號，當(dāng)遇到上升沿時(shí)觸發(fā)，產(chǎn)生硬件全局復(fù)位，所有硬件設(shè)備停止工作，并回到采集的最初狀態(tài)；
[0048](3)eighth_out為system_clk輸入時(shí)鐘信號的8分頻輸出信號，用于產(chǎn)生積分模塊和AD配置模塊時(shí)鐘輸入信號；
[0049](4) v_xfer_done為計(jì)數(shù)信號，記錄(XD傳感器完成采集的個(gè)數(shù)；
[0050](5) Vt和Ht為各(XD垂直轉(zhuǎn)移和水平轉(zhuǎn)移階段的驅(qū)動(dòng)輸出信號；
[0051](6) R信號為復(fù)位門限時(shí)序，在輸出單個(gè)電荷信號前，清除水平寄存器中的殘留電荷，將輸出放大器的電荷探測端復(fù)位到參考電平；
[0052](7) AD驅(qū)動(dòng)信號，為AD9814工作提供必要的驅(qū)動(dòng)信號；
[0053](8)同步信號，為各(XD傳感器采集提供GIGE通訊的同步信號；
[0054](9) transfer_start信號，來自積分模塊，當(dāng)積分模塊遇到觸發(fā)采集信號后，第一個(gè)CCD積分結(jié)束后產(chǎn)生該信號，使轉(zhuǎn)移模塊復(fù)位，強(qiáng)制回到初始狀態(tài)；
[0055](10) image_acquire為觸發(fā)采集控制信號，用于觸發(fā)系統(tǒng)各CCD采集圖像；
[0056](ll)acquire_gate為轉(zhuǎn)移模塊同步信號提供門限的信號；
[0057](12) Integrate_start為控制信號，用于控制各CO)的積分時(shí)間和傳輸時(shí)間；
[0058]( 13) Vq和Hq為各(XD積分階段的驅(qū)動(dòng)輸出信號；
[0059](14)CCD_gate為(XD輸出門限驅(qū)動(dòng)，用于控制各(XD的模擬信號輸出，避免各(XD模擬信號的輸出相互干擾；
[0060](15) CCD_10為控制信號，用于控制整合各(XD的積分階段和轉(zhuǎn)移階段驅(qū)動(dòng)輸出；
[0061](16) V和Η信號為各(XD傳感器采集最終驅(qū)動(dòng)輸出信號；
[0062](17) sload、sclock和sdata三個(gè)信號用于配置AD9814的內(nèi)部寄存器。
[0063]2.2各模塊功能介紹
[0064]組成系統(tǒng)的5個(gè)模塊功能分別如下:
[0065]轉(zhuǎn)移模塊221:(1)產(chǎn)生CCD攝像機(jī)在buffer轉(zhuǎn)移、V轉(zhuǎn)移及Η轉(zhuǎn)移等階段的VtHt波形；(2)產(chǎn)生整個(gè)C⑶攝像機(jī)采集階段的R信號；(3)產(chǎn)生整個(gè)系統(tǒng)與GIGE同步信號；
(4)產(chǎn)生AD工作的驅(qū)動(dòng)信號；(5)為其他模塊提供的8分頻時(shí)鐘信號。
[0066]積分模塊222: (1)控制產(chǎn)生每個(gè)(XD攝像機(jī)在積分和傳輸?shù)臅r(shí)間順序；(2)產(chǎn)生各CCD攝像機(jī)在積分階段的Vq、Hq波形；(3)提供幀信號產(chǎn)生的門限；(4)提供轉(zhuǎn)移模塊的復(fù)位信號；
[0067]控制模塊223: (1)提供每個(gè)(XD攝像機(jī)輸出使能信號；(2)提供每個(gè)(XD攝像機(jī)在不同階段的輸出控制信號(即為GIGE的使能信號)。
[0068](XD攝像機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出模塊224:根據(jù)控制模塊223提供的控制信號，組合輸出轉(zhuǎn)移模塊和積分模塊的V、Η波形。
[0069]AD配置模塊225:給AD9814提供sload、sclock和sdata三組配置信號，使AD在相應(yīng)的工作模式下工作。
[0070]2.3 CPLD驅(qū)動(dòng)各模塊間的工作流程
[0071]圖3所示為各模塊調(diào)用的具體流程。
[0072]其具體步驟為:
[0073]Stepl:系統(tǒng)開始上電,先使能AD配置模塊225,通過模塊產(chǎn)生的sload、sclock及sdata三個(gè)信號，對AD采樣模塊21內(nèi)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行配置操作。
[0074]Step2:各模塊均開始工作，所有采集前端3的(XD攝像機(jī)進(jìn)行FLUSH操作，通過控制模塊223，將每個(gè)(XD攝像機(jī)的V、Η均輸出為轉(zhuǎn)移模塊221的Vt、Ht。
[0075]St印3:當(dāng)有觸發(fā)采集信號，通過控制模塊223，停止所有(XD驅(qū)動(dòng)輸出模塊224輸出Vt、Ht波形，轉(zhuǎn)而全部輸出為積分模塊222的Vq、Hq波形，程序中設(shè)定采集前端3的1#CCD攝像機(jī)積分時(shí)間為is。
[0076]Step4:當(dāng)采集前端3的1#CCD攝像機(jī)積分結(jié)束后,先利用transfer_start信號，將轉(zhuǎn)移模塊221復(fù)位，然后利用控制模塊223控制CCD驅(qū)動(dòng)輸出模塊224，將除采集前端3的1#(XD攝像機(jī)的V、Η信號輸出為轉(zhuǎn)移模塊221的Vt、Ht外，其余采集前端3的各(XD攝像機(jī)的輸出均為Vq、Hq波形輸出。
[0077]St印5:當(dāng)轉(zhuǎn)移模塊221完一幀圖像后，產(chǎn)生一個(gè)名Sv_Xfer_d0ne的脈沖信號，表示采集前端3的1#(XD攝像機(jī)傳輸結(jié)束，此時(shí)積分模塊222對V_Xfer_d0ne脈沖信號計(jì)數(shù)，判斷計(jì)數(shù)的值是否為12，是則表示系統(tǒng)所有的12個(gè)CCD圖像采集完成，此時(shí)跳出圖像采集階段，重新進(jìn)入FLUSH階段，等待觸發(fā)采集信號；否則表示系統(tǒng)采集工作還未結(jié)束，此時(shí)將除下一個(gè)需要采集(XD的V、H信號輸出為轉(zhuǎn)移模塊221的Vt、Ht外，其余(XD圖像的輸出均為積分模塊222的Vq、Hq波形輸出，重復(fù)該過程,直至v_xfer_done脈沖信號的計(jì)數(shù)值為12時(shí)，采集才結(jié)束。
[0078]3.CPLD驅(qū)動(dòng)仿真及說明
[0079]采用verilog HDL編程語言在quartus II開發(fā)平臺進(jìn)行仿真。為了更好觀察仿真結(jié)果的正確性，程序?qū)CD轉(zhuǎn)移行數(shù)和列數(shù)進(jìn)行壓縮，將CCD的積分時(shí)間縮短。
[0080]仿真結(jié)果如圖4a?圖4e所示。從圖中可以看出仿真波形結(jié)果按照設(shè)計(jì)思路產(chǎn)生，且沒有毛刺。由仿真結(jié)果可知，當(dāng)系統(tǒng)上電，產(chǎn)生AD芯片寄存器的配置波形，AD采樣模塊開始工作，所有采集前端3的CCD攝像機(jī)均輸出轉(zhuǎn)移階段的波形，去除CCD內(nèi)積累的電荷。當(dāng)激勵(lì)輸入觸發(fā)采集信號，所有采集前端3的CCD攝像機(jī)均輸出積分階段的波形，所有采集前端3的CCD攝像機(jī)開始采集。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)CCD攝像機(jī)設(shè)定的積分時(shí)間結(jié)束,第一個(gè)CCD攝像機(jī)轉(zhuǎn)為輸出轉(zhuǎn)移階段的波形，其他所有CCD攝像機(jī)仍輸出為積分階段的波形，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)CCD轉(zhuǎn)移階段結(jié)束，觸發(fā)第二個(gè)CCD攝像機(jī)轉(zhuǎn)為輸出轉(zhuǎn)移階段的波形，其他所有CCD攝像機(jī)仍輸出為積分階段的波形，重復(fù)該過程，直至最后一個(gè)C⑶轉(zhuǎn)移結(jié)束，12臺C⑶攝像機(jī)采集結(jié)束。在該過程中相應(yīng)產(chǎn)生AD驅(qū)動(dòng)信號(圖中名為CLAMP、sample和AD_clk等三個(gè)信號)和GIGE同步信號(巾貞同步Frame、行同步Line和像素同步Pix)。采集前端3可由彩色智能球形攝像機(jī)、彩色槍式攝像機(jī)或彩色半球攝像機(jī)等不同類型的攝像機(jī)組成。
[0081]本實(shí)用新型可運(yùn)用于視頻安防監(jiān)控需要布置較為密集的重要場所(例如銀行庫房、陽極泥車間、保密機(jī)構(gòu)等)，這些重要場所需要實(shí)現(xiàn)同一區(qū)域360°無死角同步視頻采集，因此需要在同一處各個(gè)角度設(shè)置多臺攝像機(jī)，目前該種視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)常用的方法為:為每臺攝像機(jī)均配置一套獨(dú)立采集驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并將各攝像機(jī)采集獲取的圖像匯聚到視頻光端機(jī)(攝像機(jī)為模擬前端)或交換機(jī)(攝像機(jī)為數(shù)字前端)統(tǒng)一上傳至監(jiān)控中心，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)同步采集，則需要給該區(qū)域配置視頻同步盒一臺，為各前端攝像機(jī)提供同步信號。
[0082]本實(shí)用新型也可以運(yùn)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域CCD DR探測器中，目前(XD DR探測器大部分均采用醫(yī)學(xué)專用的單個(gè)大分辨率CCD傳感器實(shí)現(xiàn)采集。單個(gè)CCD DR探測器需選用超大廣角鏡頭，采集光路較長，從而導(dǎo)致產(chǎn)品體積和重量偏大，不利于安裝和運(yùn)輸?shù)裙こ袒僮?，同時(shí)大分辨率CCD傳感器和超大廣角鏡頭價(jià)格較為昂貴。利用多個(gè)小分辨率CCD傳感器和鏡頭，可以減少圖像采集的光路，從而減少產(chǎn)品體積和重量，同時(shí)可以減少產(chǎn)品的成本。
【權(quán)利要求】
1.多臺CCD攝像機(jī)同步信號采集驅(qū)動(dòng)裝置，包括驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)裝置由AD采樣模塊、CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊和GIGE傳輸模塊構(gòu)成，AD采樣模塊并聯(lián)連接采集前端，AD采樣模塊通過GIGE傳輸模塊連接PC上位機(jī)；AD采樣模塊和GIGE傳輸模塊分別與CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊信號連接，CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊與采集前端信號連接； 所述PC上位機(jī):作為視頻管理工作站使用，用于顯示和管理各CCD攝像機(jī)的視頻圖像； 所述AD采樣模塊:用于將采集到各CCD傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，含AD采樣芯片、放大電路和電源供電模塊； 所述CPLD驅(qū)動(dòng)硬件模塊:用于給采集前端、AD采樣模塊和GIGE傳輸模塊提供工作必要時(shí)序驅(qū)動(dòng)，含時(shí)鐘輸入、復(fù)位按鈕輸入、觸發(fā)采集按鈕輸入、CPLD驅(qū)動(dòng)芯片和電源供電等模塊； 所述GIGE傳輸模塊:千兆網(wǎng)傳輸接口，用于將各CXD的視頻數(shù)字信號圖像傳輸至PC上位機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多臺CCD攝像機(jī)同步信號采集驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述采集前端為CCD攝像機(jī)組成，用于采集前端視頻模擬量圖像數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多臺CCD攝像機(jī)同步信號采集驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述CCD攝像機(jī)為彩色智能球形攝像機(jī)、彩色槍式攝像機(jī)或彩色半球攝像機(jī)或至少兩種攝像機(jī)的組合。
【文檔編號】H04N5/353GK204119353SQ201420632366
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】余亮, 鄒麗芳, 張衛(wèi)國 申請人:江西瑞林電氣自動(dòng)化有限公司