[发明专利]一种线性CCD图像采集系统

说明书

本发明涉及图像采集系统，尤其涉及一种低成本高速线性CCD图像采集系统，包括微处理器、电源模块、通讯模块、主机模块、线性CCD图像采集模块、图像信号处理模块，所述微处理器、通讯模块、线性CCD图像采集模块均与所述电源模块相连，所述主机模块通过所述通讯模块连接所述微处理器，所述线性CCD图像采集模块和所述图像信号处理模块均与所述微处理器相连，所述线性CCD图像采集模块与所述图像信号处理模块连接，与现有技术相比，本发明结构精简，成本低，连接稳定，噪音小，采集速度快，工作效率高，图像处理环节既保留了原有图像细节特征，又能对目标图像的噪声进行抑制，为后续微处理器图像数据读取和分析，提供了更高的有效性和可靠性，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及图像采集系统，尤其涉及一种低成本高速线性CCD图像采集系统。

背景技术

众所周知，CCD是以电荷作为信号，其基本功能是信号电荷的产生、存储、传输和检测。当光入射到CCD的光敏面时，CCD首先完成光电转换，即产生与入射光辐射量成线性关系的光电荷。CCD的工作原理是根据光的强弱积聚相应的电荷，产生与光电荷量成正比的弱电压信号，经过滤波、放大处理，通过驱动电路输出一个能表示敏感物体光强弱的电信号或标准的视频信号。线阵CCD基于上述将一维光学信息转变为电信息输出的原理，实现图像传感和尺寸测量等功能。

随着现代科技的迅猛发展，CCD图像采集系统已广泛应用于光学系统设计中，如中国实用新型专利201721237810.4公开的一种激光测厚装置，其包括仪器本体，该仪器本体包括一激光模块、一接收镜头、一反射镜、一测量模块以及一外围驱动电路和一线阵CCD，工作时该线阵CCD在该外围驱动电路的驱动下进行图像采集，但是该电路模块在使用中存在诸多缺陷，如连接不稳定、工作过程中噪音大、采集速度慢、工作效率低，严重影响了该激光测厚装置的使用性能。

针对不同特性的线性CCD，其驱动时序有所差异，目前现有技术中常用的驱动方式主要有RPROM驱动、数字电路驱动、FPGA驱动和单片机驱动，前三种驱动方式大多存在体积较大、成本高、设计复杂以及开发周期长等缺点，虽然单片机驱动方式设计灵活、成本低，但是，由于受到单片机工作时钟频率影响，高频脉冲相位差调节上存在一定的难度，且单片机通讯速度又是一个瓶颈，绝大多数采用串口或RS232通讯，数据传输速度太慢，只能适用于低速简单的应用系统，因此，单片机驱动方式得不到广泛的应用。另外，在CCD图像采集系统中，线性CCD输出信号预处理是精确采集图像数据至关重要的一个环节，其处理效果的好坏将直接影响到图像的质量和后期的分析，处理中既要尽可能消除信号中混杂的噪音，又不能损失图像的细节，并要保证CCD图像信号的输出随检测目标亮度的变化呈线性变化，因此，信号处理电路设计、器件选型、参数配置，也成为CCD图像采集系统设计中的难点和关键点。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种连接稳定、成本低、噪音小、采集速度快、工作效率高的线性CCD图像采集系统。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种线性CCD图像采集系统，其特征在于，包括微处理器、电源模块、通讯模块、主机模块、线性CCD图像采集模块、图像信号处理模块，所述微处理器、通讯模块、线性CCD图像采集模块均与所述电源模块相连，所述主机模块通过所述通讯模块连接所述微处理器，所述线性CCD图像采集模块和所述图像信号处理模块均与所述微处理器相连，所述线性CCD图像采集模块与所述图像信号处理模块连接。

优选的，本发明中所述微处理器包括ADC数模转换器、DMA直接内存存取单元、存储器、定时器，所述DMA直接内存存取单元分别连接所述ADC数模转换器和所述存储器，用于将所述ADC数模转换器读取的数据保存到所述存储器，能够实现在数据保持时间的中间时刻对输出数据进行采集。

优选的，本发明中所述通讯模块包括USB 2.0芯片，通讯效果好，能够满足数据实时性传输的要求，工作性能稳定可靠。