基于CPLD的圖像傳感器非均勻性校正研究

　　3　實驗結果

　　筆者以重慶大學研制的CL512J型自掃描光電二極管陣列( SSPA)圖像傳感器作為對象,進行6點非均勻性實時校正的實驗. CL512J是一種具有512個光敏元的線陣列圖像傳感器. 其工作波形如圖3所示,以起始脈沖S信號(低電平有效)表示每一次掃描輸出的開始. 光敏元的視頻輸出電壓Uo 與時鐘信號CP同步,在CP的上升沿時刻開始輸出,經(jīng)過短暫的上升時間后,穩(wěn)定下來;在CP為低電平時,輸出變?yōu)?. 因此,將S和CP信號引入校正系統(tǒng)作為CPLD產(chǎn)生各種控制信號的基本依據(jù).在實驗中, 首先通過數(shù)據(jù)采集卡和計算機, 將 CL512J 的校正系數(shù)計算出來, 按指定地址保存在FLASH存儲器中。

圖3　CL512J工作波形

　　然后, 在MAX + PLUS Ⅱ開發(fā)環(huán)境下, 根據(jù)CL512J的具體情況(光敏元個數(shù)、工作頻率、視頻信號串行輸出的特點等) ,設計出相應的程序,經(jīng)過仿真驗證后,將程序文件下載到CPLD中.最后,將CL512J的視頻信號接入校正系統(tǒng),并利用示波器觀察校正前后的視頻電壓波形. 圖4給出了一個實時校正的實驗結果,上面一條曲線是CL512J實際的視頻輸出信號,下面一條是經(jīng)過校正后的視頻信號. 校正前, 輸出信號最大值為2V, 最小值不足0. 8V,非均勻性超過40%. 校正后,電壓信號在2V附近變化,非均勻性約為2%. 由于TLV5580等器件的工作特點,校正信號延遲約5個CP時鐘后輸出。

圖4　不均勻性校正實驗結果圖

　　4　結束語

　　設計的非均勻性校正算法以及硬件校正系統(tǒng),能夠有效地實現(xiàn)圖像傳感器的多點實時非均勻性校正.采用CPLD作為核心構成的校正系統(tǒng)具有功耗低、抗干擾能力強、功能實現(xiàn)方便和擴展靈活等優(yōu)點,能夠有效地適用于多種圖像傳感器的校正。

　　但是,由于存在光電轉換曲線分段線性化誤差、A/D轉換器和D/A轉換器等器件轉換精度問題以及實驗條件的限制等客觀原因,影響了圖像傳感器非均勻性校正效果的進一步提高。