概述
---在某些需要无人控制自动监视的场合,采用常规的图像监视系统具有一些不可避免的弊端,例如:设备体积于庞大、采购费用高、需要足够的电源供应、无法重复录制等等。尤其在不需要连续图像采集的场合,常常无法采用常规的图像监视系统。根据长途汽车对上车人员进行记录的应用要求,开发了一套基于EZ-USB的低端图像数据采集存储及传输系统。
---本系统采用OmniVision公司的CMOS图像传感器OV7620作为采集芯片,Zoran公司的ZR36060作为数据压缩芯片,Cypress的带USB接口的单片机AN2131QC作为总控制芯片和USB数据传输芯片。由于长途汽车的乘客上下车是非连续的过程,对图像数据的保存要求就相对较低,因而采用Hynix的NAND闪存芯片HY27UA082G1M对图像数据进行保存。这样不但减小功耗,还可以实现重复存储www.cechina.cn,系统还包括用于图像数据缓存的FIFO
---该图像数据采集系统具有集成度高、传输速度快的优点,能够弥补常规图像监视系统的缺点,可望在低端的视频图像领域(如便携式图像系统)填补空白。
---CMOS彩色图像传感器OV7620将CMOS光感应核与外围支持电路集成在一起控制工程网版权所有,具有可编程控制与视频模/数混合输出等功能,能够消除噪声、灯光闪烁等光电干扰,输出清晰、稳定的彩色图像。OV7620的功能特点包括:单芯片1/3寸镜头,最大664×492像素分辨;I2C控制,标准SCCB接口;开窗功能,局部图像输出;输出RGB/RawRGB/YCbCr视频信号;自动曝光控制/自动白平衡/自动增益控制/自动亮度控制;图像质量控制,包括颜色饱和度、锐度、伽马校正等。
---如图1是OV7620的内部框图,视频图像采集以后,通过模数转换电路和控制处理后转换为数字视频信号输出,视频的控制时序由时序产生电路来生成,对外输出的数字信号为图像数据Y[7:0]和UV[7:0]。定时信号包括图像时钟PCLK、奇偶场信号FODD、行同步CHSYN、有效像素HREF、场同步VSYNC。由于它采用I2C的标准SCCB控制,可以采用单片机模拟SCCB总线,对图像帧频、曝光时间、增益控制、伽马校正等进行控制,还可以预设图像的分辨率、采集区域等。
---JPEG编解码芯片ZR36060是专为视频采集与编辑应用而设计的,可以方便地实现对视频信号的实时压缩和解压缩,其内部框图如图2所示。在进行压缩时,ZR36060接受YUV4:2:2数字视频信号控制工程网版权所有,将其编码为JPEG码流输出;在解压缩时,ZR36060接受JPEG码流,将其解码为YUV4:2:2数字视频信号输出。
---ZR36060具有以下特点:视频压缩和扩展功能,对像素块和CCIR视频信号可实现高达25~30帧/秒的压缩;灵活的数据接口,支持三种YUV视频接口模式,即8位主模式、16位从模式和8位从模式;提供同步主模式和同步从模式两种视频同步方式,前者是芯片内部产生所有的定时信号,后者则是芯片自己同步于一个外部的视频源;3种不同的比特率控制模式用于静止和运动视频的压缩;可以和多种常用视频解码器实现无缝连接。
---由于视频图像文件的数据量非常大控制工程网版权所有,一副没有经过压缩的8级灰度黑白视频图像的大小为664×492=327KB。如果不对图像进行压缩,其占用Flash存储器的空间将非常大。因而利用ZR36060的特点以及可以很方便地进行设置的特点,在本视频采集设备上采用了该芯片。
---AN2131QC是Cypress公司开发的USB1.1协议的单片机,可以非常方便地开发USB外设。AN2131QC具有51单片机的所有特点CONTROL ENGINEERING China版权所有,而且速度更快,可以使用51单片机的通用指令集。采用EZ-USB芯片的系统设计无需考虑端点数量、缓冲区尺寸和传输速度的限制。每个芯片内嵌一个EZ—USB核,能处理绝大多数USB事务,大大简化了程序代码,加速了开发进程。