系统总体框架结构优化方案

图像信息获取前端一般由光学系统、视觉图像传感器、传感器驱动系统、图像数据预处理系统和输出显示接口等子系统组成，其总体框架如图16-7 所示。

光学系统的主要作用，是通过透镜组(lens)等光学元件，把来自目标的光线通过折射或反射等投影到视觉图像传感器的感光表面。视觉图像传感器的作用是将经由光学系统成像在感光表面的光学信号，通过光电转换为电荷信号，并在传感器驱动系统的驱动与同步下将电信号转移输出。图像数据预处理系统的主要作用是对视觉图像传感器输出的电信号进行初步处理，如噪声抑制、采样、A/D 转换等，并按照后端系统的不同需要，将预处理后的图像数据按照相应硬件接口进行输出显示。

图像数据的传输，指的是经过光电转换得到的图像信号数据，以选定的接口格式输出到采集前端系统之外的过程。本章设计的采集前端系统，图像数据传输的内容包含：

(1)图像数据在图像传感器内的传输。

将图像传感器通过光电转换得到的信号电荷，经过外部驱动电路的驱动完成信号转移和检测，最终传输到芯片外得到图像传感器的输出，即图像传感器的电荷转移和芯片驱动。

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图16-7 图像信息获取前端总体框架

(2)图像数据的预处理。

CCD 图像传感器的输出信号一般是三阶梯型的模拟信号，而后端的嵌入式或PC 端图像处理系统只能对数字信号进行处理，因此在下一步传输前需要对CCD 图像传感器的输出信号进行预处理。图像数据的预处理主要包括对CCD 输出信号进行相关双采样、VGA 放大以及A/D 转换等。

(3)数字图像数据输出。

通过图像数据预处理得到的数字图像数据，按照后端图像处理系统的需求，进行数据封装、时序同步，并按照一定的硬件接口完成数据输出。