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高幀頻圖像采集是研究高速瞬態現象發生機理和運動規律的一種直觀地測試技術和手段。以某型號炸點坐標測量經緯儀為應用背景，設計了一種高幀頻圖像采集系統。論文介紹了高幀頻CMOS圖像采集系統的發展現狀，根據功能需求把整個采集系統設計劃分為成像器設計、圖像采集卡設計和軟件設計三個部分。
成像器設計圍繞Cypress公司CMOS圖像傳感器LUPA．300，設計了該圖像傳感器的外圍電路；基于FPGA設計了CMOS傳感器的時序驅動，實現了CMOS圖像傳感器的數字圖像輸出；根據CMOS傳感器內部寄存器各個參數性能指標，通過FPGA與上位機串行通信完成CMOS相機自動化參數設置，實現了CMOS圖像傳感器工作狀態的可變配置。
圖像采集卡設計主要包括Camera Link接口、FPGA控制、PCI總線接口三個功能模塊。Camera Link接口主要負責接收成像器傳送的高速圖像數據，并將其傳輸到FPGA內部；FPGA控制模塊主要負責完成對高速圖像數據的緩存處理，并為整個圖像采集卡提供控制命令，協調各個功能模塊問的工作；PCI總線接口采用專用的接口芯片PCI9054，通過DMA操作實現了圖像數據的高速傳輸。
針對圖像采集卡設計了驅動程序和上層應用程序，實現了圖像數據的采集與顯示。最后運用兩點校正和一點校幣相結合的方法實現圖像的非均勻性校正。
該高幀頻圖像采集系統具有10位數據位寬，在分辨率為640×480的情況下，圖像成像單元可產生最高250幀／秒數字圖像數據流，圖像采集卡可達到200幀／s的采集速率。實驗表明該高速圖像采集系統具有結構簡單、性能穩定可靠、實時性強、靈活性好等優點。
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