基于CPLD的圖像傳感器非均勻性校正研究

　　3　實(shí)驗結果

　　筆者以重慶大學(xué)研制的CL512J型自?huà)呙韫怆姸O管陣列( SSPA)圖像傳感器作為對象,進(jìn)行6點(diǎn)非均勻性實(shí)時(shí)校正的實(shí)驗. CL512J是一種具有512個(gè)光敏元的線(xiàn)陣列圖像傳感器. 其工作波形如圖3所示,以起始脈沖S信號(低電平有效)表示每一次掃描輸出的開(kāi)始. 光敏元的視頻輸出電壓Uo 與時(shí)鐘信號CP同步,在CP的上升沿時(shí)刻開(kāi)始輸出,經(jīng)過(guò)短暫的上升時(shí)間后,穩定下來(lái);在CP為低電平時(shí),輸出變?yōu)?. 因此,將S和CP信號引入校正系統作為CPLD產(chǎn)生各種控制信號的基本依據.在實(shí)驗中, 首先通過(guò)數據采集卡和計算機, 將 CL512J 的校正系數計算出來(lái), 按指定地址保存在FLASH存儲器中。

圖3　CL512J工作波形

　　然后, 在MAX + PLUS Ⅱ開(kāi)發(fā)環(huán)境下, 根據CL512J的具體情況(光敏元個(gè)數、工作頻率、視頻信號串行輸出的特點(diǎn)等) ,設計出相應的程序,經(jīng)過(guò)仿真驗證后,將程序文件下載到CPLD中.最后,將CL512J的視頻信號接入校正系統,并利用示波器觀(guān)察校正前后的視頻電壓波形. 圖4給出了一個(gè)實(shí)時(shí)校正的實(shí)驗結果,上面一條曲線(xiàn)是CL512J實(shí)際的視頻輸出信號,下面一條是經(jīng)過(guò)校正后的視頻信號. 校正前, 輸出信號最大值為2V, 最小值不足0. 8V,非均勻性超過(guò)40%. 校正后,電壓信號在2V附近變化,非均勻性約為2%. 由于TLV5580等器件的工作特點(diǎn),校正信號延遲約5個(gè)CP時(shí)鐘后輸出。

圖4　不均勻性校正實(shí)驗結果圖

　　4　結束語(yǔ)

　　設計的非均勻性校正算法以及硬件校正系統,能夠有效地實(shí)現圖像傳感器的多點(diǎn)實(shí)時(shí)非均勻性校正.采用CPLD作為核心構成的校正系統具有功耗低、抗干擾能力強、功能實(shí)現方便和擴展靈活等優(yōu)點(diǎn),能夠有效地適用于多種圖像傳感器的校正。

　　但是,由于存在光電轉換曲線(xiàn)分段線(xiàn)性化誤差、A/D轉換器和D/A轉換器等器件轉換精度問(wèn)題以及實(shí)驗條件的限制等客觀(guān)原因,影響了圖像傳感器非均勻性校正效果的進(jìn)一步提高。