摘要：數(shù)碼相機簡稱：Digital Camera (DC)，是數(shù)碼照相機的簡稱，又名：數(shù)字式相機。數(shù)碼相機，是一種利用電子傳感器把光學影像轉(zhuǎn)換成電子數(shù)據(jù)的照相機。文章發(fā)表在《微電子學與計算機》上，是網(wǎng)絡工程師論文發(fā)表范文，供同行參考。

　　關鍵詞：數(shù)碼相機,TVP5040,TMS320DSC,系列DSP,CCD

　　數(shù)碼相機是集光學、機械、電子一體化的產(chǎn)品。它集成了影像信息的轉(zhuǎn)換、存儲和傳輸?shù)炔考哂袛?shù)字化存取模式，與電腦交互處理和實時拍攝等特點。光線通過鏡頭或者鏡頭組進入相機，通過數(shù)碼相機成像元件轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，數(shù)字信號通過影像運算芯片儲存在存儲設備中。

　　目前，數(shù)字類消費電子產(chǎn)品的需求率增長驚人。在這些產(chǎn)品中，成像和視頻類產(chǎn)品比重很大。在這些影像產(chǎn)品中，無論是數(shù)碼相機還是內(nèi)置數(shù)碼相機的可拍照手機，或者其它數(shù)字成像和視頻終端產(chǎn)品，都需要成像和視頻處理前端與其協(xié)同工作。

　　針對不同的市場，大部分廠商會根據(jù)CCD和CMOS的差異而采取不同的解決方案，而采用TMS320DSC系列DSP的數(shù)碼相機解決方案則可兼顧。從入門產(chǎn)品到最高級設計的整個相機系統(tǒng)或其它影像產(chǎn)品，都可由這個系列DSP的可編程能力而輕松實現(xiàn)，這是其優(yōu)勢之一。其次，成像和視頻處理前端TVP5031、TVP5040和TVP5145的可編程能力，使得開發(fā)者可以通過更新的算法和標準來升級或更改模塊前端的處理。

　　經(jīng)過相關配置以后，DSP就可以接受TVP5040輸出的CCD原始數(shù)據(jù)了。2 NTSC/PAL數(shù)字視頻解碼器TVP5040TVP5040作為一款高質(zhì)量單芯片數(shù)字視頻解碼器，可能很方便的將模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻。它包括業(yè)界領先的2個10位高速2x過抽樣A/D轉(zhuǎn)換器。接受標準的NTSC/PAL制式的復合視頻信號和S-Video信號輸入，輸出格式可以是8位、10位、16位或20位4：2：2(YcbCr)子采樣格式，也可以是8位或10位ITU-RBT，656定義的標準輸出(帶嵌入同步)。采樣可以是矩形像素或者遵循ITU-RBT.601協(xié)議。

　　一種數(shù)碼相機成像和視頻處理前端的設計 :

　　模塊功能如圖2所示。TVP5040由一組內(nèi)部寄存器初始化并控制，它們設置所有的操作參數(shù)。為了能夠正確設置寄存器的參數(shù)，主機在上電復位時，必須向TVP5040下載微代碼，以使TVP5040的內(nèi)部微處理器對內(nèi)部寄存器編程。由于微代碼較大，TVP5040提供了不同的主機端口接口，包括I2C端口(I2C Interface)、3個并行主機接口(PHI Interface)和視頻端口接口(VIP Interface)用于下載和進一步的配置。主機接口用于初始化內(nèi)部微處理器，讀寫狀態(tài)寄存器以及訪問分片VBI數(shù)據(jù)(sliced VBI data)。

　　論文一種數(shù)碼相機成像和視頻處理前端的設計

　　CCD控制器采集處理CCD圖像傳感器的數(shù)據(jù)。CCD所需的A/D轉(zhuǎn)換和時序生成由外部芯片提供。CCD時序生成器(CCD timing generator)可以向外部時序產(chǎn)生電路提供HD/VD信號，也可以接收外部傳來的HD/VD信號并與其保持同步。CCD控制器最高可以處理12位寬的圖像數(shù)據(jù)，可以支持高達30MHz的點時鐘。

　　這里采用TVP5040生成CCD控制器所需時序，并傳送HD/VD、場ID和像素時鐘信號。鉗位電路(clamper)采樣CCD黑像素的數(shù)字，然后每個像素的值都減去這個黑電平值。用戶可以通過寄存器設置黑電平像素的位置，用于求黑像素的數(shù)量(8個或16個)。另外，也可以將黑電值設置成一個常數(shù)。

　　輸出格式化器模板(output formatter)提供反混淆濾波(anti-aliasing filter)、A-律壓縮和水平、垂直降采樣。反混淆濾波由一個簡單的三階濾波器構(gòu)成。A-律表壓縮將10位以上的鉗位后數(shù)據(jù)壓縮成8位。最后是一個可編程降采樣模板，從每8個像素中抽取N個像素。CCD控制器提供2個數(shù)據(jù)通道。

　　一種數(shù)碼相機成像和視頻處理前端的設計 :

　　由于TVP5040輸出10位數(shù)據(jù)，所以本設計保留最高位，低兩位接地或者懸空。TMS320DSC接收 TVP5040的VD、HD以及場信號并與其保持同步。圖像數(shù)據(jù)輸入TMS320DSC系列DSP時，在輸入點時鐘的上升沿和下降沿被鎖存，可通過寄存器DET設置。

　　CCD控制器可以將數(shù)據(jù)直接存入SDRAM，也可以通過預覽引擎(preview engine)Burst壓縮單元將數(shù)據(jù)壓縮后存入SDRAM。TVP5040輸出的寫信號(WEN)用于從CCD接口直接將數(shù)據(jù)寫入SDRAM，可通過EWEN位進行設置。當WEN信號為高讀寫位(RDWE)，即位是“1”時，圖像數(shù)據(jù)就載入SDRAM。

　　Void main(){TVP5040INIT()//初始化TVP5040SdramInit()//初始化SDRAMCCDCInit()//初始化CCD控制器CCDCSetLinePerFrame()//設置每幀圖像的行數(shù)CCDCSetRawDataMode()//設置內(nèi)部生成時序信號的寬度、極性、位置和方向CCDCGetFrame()//獲取一幀圖像數(shù)據(jù)送入SDRAM}

　　然后，就可以對SDRAM中的圖像數(shù)據(jù)進行處理了，比如進行圖像的壓縮或增強處理等，這些超出了本文的討論范圍，就不多述了。5 結(jié)論上述系統(tǒng)在數(shù)碼相機設計方案中取得了非常好的效果。實踐證明，這種高性能、可編程的、基于DSP的解決方案，使得產(chǎn)品的開發(fā)和應用變得更加容易，為產(chǎn)品更快的進入市場奠定了基礎。

　　發(fā)表電子論文的期刊：《微電子學與計算機》雜志創(chuàng)辦于1972年，是2004版北大計算機核心期刊，我國微電子技術與計算機技術相結(jié)合的唯一專業(yè)性國家中文核心期刊，同時也是中國計算機學會會刊。