[发明专利]具备机内实时图像处理功能的SCMOS成像电路及方法

说明书

本发明提供一种具备机内实时图像处理功能的SCMOS成像电路及方法，解决现有SCMOS成像电路无法直接查看或存储图像，需要设计专用上位机软件，导致成本增加的问题。该成像电路包括SCMOS探测器、FPGA、复位帧乒乓缓存器、数据输出接口和电源管理模块；FPGA与SCMOS探测器连接；复位帧乒乓缓存器包括两个DDR缓存，两个DDR缓存分别与FPGA连接，用于采用乒乓缓存方式存储图像信号中的背景帧；FPGA内设有第一缓存FIFO和第二缓存FIFO，第一缓存FIFO用于缓存图像信号中的数据帧，第二缓存FIFO用于缓存DDR缓存中背景帧；FPGA用于读取第一缓存FIFO的数据帧和第二缓存FIFO的背景帧并进行逐行相减，得到图像帧；数据输出接口与FPGA连接，用于将图像帧输出给采集卡。

技术领域

本发明涉及SCMOS成像技术，具体涉及一种具备机内实时图像处理功能的SCMOS成像电路及方法。

背景技术

SCMOS成像电路包括SCMOS探测器和FPGA，SCMOS探测器不同于普通CMOS探测器，其在全局快门模式下，一个帧周期内先输出一帧背景帧，再输出一帧数据帧，需要将数据帧与背景帧相减才能得到成像结果。传统方案是将背景帧和数据帧都传输至上位机，在上位机软件中进行数据帧与背景帧的相减，得到图像帧。因此现有SCMOS成像电路无法直接查看图像，需要设计专用上位机，才可查看快视图或存储图像，而上位机软件的开发，带来成本的增加。

发明内容

为了解决现有SCMOS成像电路无法直接查看或存储图像，需要设计专用上位机软件，导致成本增加的技术问题，本发明提供了一种具备机内实时图像处理功能的SCMOS成像电路及方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种具备机内实时图像处理功能的SCMOS成像电路，其特殊之处在于：包括SCMOS探测器、FPGA、复位帧乒乓缓存器、数据输出接口和电源管理模块；

所述FPGA与SCMOS探测器连接，用于向SCMOS探测器发送探测器驱动信号，以及接收SCMOS探测器输出的图像信号；

所述复位帧乒乓缓存器包括两个DDR缓存，两个DDR缓存分别与FPGA连接，用于采用乒乓缓存方式存储图像信号中的背景帧；

所述FPGA内设有第一缓存FIFO和第二缓存FIFO，第一缓存FIFO用于缓存图像信号中的数据帧，第二缓存FIFO用于缓存DDR缓存中背景帧；

所述FPGA用于读取第一缓存FIFO的数据帧和第二缓存FIFO的背景帧并进行逐行相减，得到图像帧；

所述数据输出接口与FPGA连接，用于将图像帧输出给采集卡；

所述电源管理模块用于向SCMOS探测器、FPGA、复位帧乒乓缓存器供电。

进一步地，所述SCMOS探测器采用仙童公司CIS2521探测器，其具备2560×2160分辨率，6.5um×6.5um像元尺寸；

所述FPGA为Xilinx公司工业级XC7K325T。

进一步地，所述数据输出接口采用CamLink接口。

进一步地，所述DDR缓存采用镁光DDR颗粒MT41J128M8DA-125。

同时，本发明提供了一种具备机内实时图像处理功能的SCMOS成像方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)获取待测目标的图像信号

FPGA驱动SCMOS探测器成像，SCMOS探测器获取待测目标的图像信号并输出给FPGA；

所述图像信号包括背景帧和数据帧；

2)背景帧缓存