| 【中文题名】 | 基于单芯片和USB总线的高精度线陈CCD图像采集系统设计 |
| 【英文题名】 | High Precision Linear CCD Image Acquisition System Based on Single-chip and USB Bus |
| 【学科专业】 | 电路与系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-1-22 |
| 【中关键词】 | USB,线阵CCD,TWAIN,图像采集,USB驱动程序, |
| 【英关键词】 | USB,Linear CCD,TWAIN,Image Acquisition,USB Minidriver, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>数据收集和处理系统 |
| 【论文摘要】 | 随着电子技术、多媒体技术、计算机技术的不断发展，以CCD为采集数据源的图像采集技术也取得了长足的进步，各类图像采集设备层出不穷。线阵CCD图像采集系统作为图像采集系统的一个重要分支，广泛运用于工业生产、航空航天、军事侦察等各方面，有十分重要的意义。
目前，绝大多数基于线阵CCD的图像采集设备都是采用分离模块搭建，这类系统实现比较复杂，开发难度较大，周期较长，不便于成本的控制，而且系统稳定性不高，干扰大，很难达到高精度成像的要求。
为此，我们提出采用单芯片、线阵CCD和USB接口技术研究高精度图像采集系统的课题，以解决原有图像采集系统稳定性不高、干扰大、成本高等一系列问题。
本研究设计实现的系统，所采用的CCD器件像元数高达10550×3。核心处理芯片采用功能强大的LM9833。该芯片集成了CCD传感器时序控制、两种光照模式控制、模拟信号前端处理、数字信号处理、微型步进电机控制和USB接口等功能模块，能完成从对CCD输出图像信息的采集，到最后处理成计算机能识别的数字信息的操作。计算机通过与硬件采集系统相连的USB接口获取图像信息，并最后在应用程序中还原所采集的图像... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
2-4 |
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Abstratct |
4-6 |
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目录 |
6-9 |
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第一章 绪论 |
9-13 |
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1.1 课题的背景及意义 |
9 |
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1.2 图像采集系统 |
9-11 |
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1.3 作者的工作 |
11-12 |
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1.4 本文的结构 |
12-13 |
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第二章 系统前端线阵CCD工作原理及实现 |
13-19 |
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2.1 线阵CCD概述 |
13 |
|
2.2 CCD成像器件的原理 |
13-14 |
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2.3 线阵CCD器件的选择 |
14-18 |
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2.3.1 TCD2901器件介绍 |
15-16 |
|
2.3.2 TCD2901工作时序分析 |
16-18 |
|
2.4 本章小结 |
18-19 |
|
第三章 LM9833 |
19-29 |
|
3.1 LM9833特性 |
19-21 |
|
3.2 模拟信号的处理 |
21-23 |
|
3.2.1 采样和极性判断 |
21 |
|
3.2.2 直流偏色和增益校正 |
21 |
|
3.2.3 像素模式和行模式 |
21-22 |
|
3.2.4 ADC |
22-23 |
|
3.3 数字信号处理 |
23-25 |
|
3.3.1 像素处理模块 |
23-24 |
|
3.3.2 像素偏色校正处理单元 |
24 |
|
3.3.3 行缓冲器 |
24 |
|
3.3.4 外部DRAM接口 |
24-25 |
|
3.4 与LM9833的通信 |
25 |
|
3.5 USB接口 |
25-28 |
|
3.5.1 控制端口 |
25-27 |
|
3.5.2 中断端口 |
27 |
|
3.5.3 块输入端口 |
27-28 |
|
3.5.4 块输出端口 |
28 |
|
3.6 本章小结 |
28-29 |
|
第四章 基于TWAIN协议的软件设计 |
29-41 |
|
4.1 TWAIN简介 |
29-30 |
|
4.2 TWAIN的体系结构 |
30-32 |
|
4.3 TWAIN的基本原理 |
32-34 |
|
4.4 TWAIN的状态转换 |
34-36 |
|
4.5 TWAIN的三种传输模式 |
36 |
|
4.6 数据源的实现 |
36-40 |
|
4.6.1 数据源接口函数 |
37-39 |
|
4.6.2 用户界面模块 |
39-40 |
|
4.7 本章小结 |
40-41 |
|
第五章 基于USB的设备Minidriver设计 |
41-53 |
|
5.1 USB设备驱动实现 |
41 |
|
5.2 静态图像模型 |
41-43 |
|
5.3 Minidriver |
43-46 |
|
5.3.1 安装 |
43 |
|
5.3.2 初始化 |
43-46 |
|
5.4 设计要求 |
46-51 |
|
5.4.1 COM接口 |
46 |
|
5.4.2 UsdNscClassFactory对象 |
46-47 |
|
5.4.3 DLL接口 |
47-49 |
|
5.4.4 静态图像接口 |
49-50 |
|
5.4.5 静态图像数据结构 |
50-51 |
|
5.5 本章小结 |
51-53 |
|
第六章 系统调试 |
53-60 |
|
6.1 硬件部分调试 |
53-55 |
|
6.2 系统调试 |
55-58 |
|
6.3 试验结果 |
58-59 |
|
6.4 本章小结 |
59-60 |
|
总结 |
60-62 |
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附图(电路板实图) |
62-63 |
|
参考文献 |
63-65 |
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作者在读硕士期间科研成果简介 |
65-66 |
|
声明 |
66 |
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学位论文版权使用授权书 |
66-67 |
|
致谢 |
67 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.381772 |
