黄以华，黄剑峰

（中山大学信息科学与技术学院 电子与通信工程系，广东 广州 510006）

随着时代的进步，科技的发展，数字图像的采集与处理在科技研究，工农业生产、医疗卫生、航空航天，军事对抗等领域得到了越来越广泛的应用。所以，对图像采集系统的研究具有重要的现实意义和应用价值。笔者提出了一种基于USB的彩色CCD高清图像采集系统。CCD中文名称为电荷耦合器件，它是20世纪70年代迅速发展起来的一种新型半导体探测器件，可把自然图像转换为电信号，具有动态范围大、电荷转移效率高、低噪声输出、分辨率高、工作频率高等优点[1]。USB即Universal Serial Bus，是通用串行总线的简称，这是由七家主要的计算机与电子科技大厂于1994年所研发和制定的一种串行总线协议[2]。本采集系统具有以下特点：数据传输采用USB2.0高速传输接口；整个系统由USB接口供电，无需外加额外的电源；系统可实现140万的高清图像采集；图像采集的速度最高达7.5 frame/s。

1 系统硬件设计

1.1 系统硬件架构

本系统的硬件架构如图1所示。整个系统由电源系统、光学系统、图像传感器，A/D转换器、CPLD控制器、USB2.0高速接口、上位机PC以及控制程序等各个部分组成。电源模块负责给整个系统供电，电源模块的输入是USB总线提供的5 V电源，进行DC-DC转换产生两路CCD驱动所需要的电源：15 V、-8 V。其他模块的供电采用统一的3.3 V。图像传感器采用的是SONY公司的 CCD ICX205AK，它是一款1/2英寸、145万有效像素的CCD传感器，每秒能够输出145万有效像素的图像7.5帧[3]。A/D转换器负责将CCD输出的模拟信号转变成为数字信号，采用的是ADI公司的AD9824，它是一款完善的CCD信号处理器[4]。……