车载低端图像数据采集压缩存储及传输系统的实现
发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:419
摘 要：介绍了使用低端图像采集芯片ov7620、压缩芯片zr36060、存储芯片hy27ua082g1m和usb传输芯片an2131qc实现的新型车载图像的系统构成和控制编程。充分利用an2131qc的控制功能，在系统启动时对采集和压缩芯片进行初始配置，采集时实现对数据的存储；并在数据转储时，控制usb的传输。
关键词：图像采集；ez－usb；zr36060；flash存储 |
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概述
---在某些需要无人控制自动监视的场合，采用常规的图像监视系统具有一些不可避免的弊端，例如：设备体积于庞大、采购费用高、需要足够的电源供应、无法重复录制等等。尤其在不需要连续图像采集的场合，常常无法采用常规的图像监视系统。根据长途汽车对上车人员进行记录的应用要求，开发了一套基于ez-usb的低端图像数据采集存储及传输系统。
---本系统采用omnivision公司的cmos图像传感器ov7620作为采集芯片，zoran公司的zr36060作为数据压缩芯片，cypress的带usb接口的单片机an2131qc作为总控制芯片和usb数据传输芯片。由于长途汽车的乘客上下车是非连续的过程，对图像数据的保存要求就相对较低，因而采用hynix的nand闪存芯片hy27ua082g1m对图像数据进行保存。这样不但减小功耗，还可以实现重复存储，系统还包括用于图像数据缓存的fifo。
---该图像数据采集系统具有集成度高、传输速度快的优点，能够弥补常规图像监视系统的缺点，可望在低端的视频图像领域(如便携式图像系统)填补空白。
---cmos彩色图像传感器ov7620将cmos光感应核与外围支持电路集成在一起，具有可编程控制与视频模/数混合输出等功能，能够消除噪声、灯光闪烁等光电干扰，输出清晰、稳定的彩色图像。ov7620的功能特点包括：单芯片1/3寸镜头，最大664×492像素分辨；i2c控制，标准sccb接口；开窗功能，局部图像输出；输出rgb/rawrgb/ycbcr视频信号；自动曝光控制/自动白平衡/自动增益控制/自动亮度控制；图像质量控制，包括颜色饱和度、锐度、伽马校正等。
---如图1是ov7620的内部框图，视频图像采集以后，通过模数转换电路和控制处理后转换为数字视频信号输出，视频的控制时序由时序产生电路来生成，对外输出的数字信号为图像数据y[7:0]和uv[7:0]。定时信号包括图像时钟pclk、奇偶场信号fodd、行同步chsyn、有效像素href、场同步vsync。由于它采用i2c的标准sccb控制，可以采用单片机模拟sccb总线，对图像帧频、曝光时间、增益控制、伽马校正等进行控制，还可以预设图像的分辨率、采集区域等。
---jpeg编解码芯片zr36060是专为视频采集与编辑应用而设计的，可以方便地实现对视频信号的实时压缩和解压缩，其内部框图如图2所示。在进行压缩时，zr36060接受yuv4:2:2数字视频信号，将其编码为jpeg码流输出；在解压缩时，zr36060接受jpeg码流，将其解码为yuv4:2:2数字视频信号输出。
---zr36060具有以下特点：视频压缩和扩展功能，对像素块和ccir视频信号可实现高达25～30帧/秒的压缩；灵活的数据接口，支持三种yuv视频接口模式，即8位主模式、16位从模式和8位从模式；提供同步主模式和同步从模式两种视频同步方式，前者是芯片内部产生所有的定时信号，后者则是芯片自己同步于一个外部的视频源；3种不同的比特率控制模式用于静止和运动视频的压缩；可以和多种常用视频解码器实现无缝连接。
---由于视频图像文件的数据量非常大，一副没有经过压缩的8级灰度黑白视频图像的大小为664×492＝327kb。如果不对图像进行压缩，其占用flash存储器的空间将非常大。因而利用zr36060的特点以及可以很方便地进行设置的特点，在本视频采集设备上采用了该芯片。
---an2131qc是cypress公司开发的usb1.1协议的单片机，可以非常方便地开发usb外设。an2131qc具有51单片机的所有特点，而且速度更快，可以使用51单片机的通用指令集。采用ez－usb芯片的系统设计无需考虑端点数量、缓冲区尺寸和传输速度的限制。每个芯片内嵌一个ez—usb核，能处理绝大多数usb事务，大大简化了程序代码，加速了开发进程。
---如图3所示，整个图像数据系统由采集、压缩、存储、传输几个部分组成。ov7620的设定是通过基于图像的数码相机串行总线sccb，在an2131单片机中不能直接产生控制信号，所以必须利用an2131qc的两个引脚进行模拟，图4所示是其读写传输的时序。为了节省空间，将ov7620的输出方式设
摘 要：介绍了使用低端图像采集芯片ov7620、压缩芯片zr36060、存储芯片hy27ua082g1m和usb传输芯片an2131qc实现的新型车载图像的系统构成和控制编程。充分利用an2131qc的控制功能，在系统启动时对采集和压缩芯片进行初始配置，采集时实现对数据的存储；并在数据转储时，控制usb的传输。
关键词：图像采集；ez－usb；zr36060；flash存储 |
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概述
---在某些需要无人控制自动监视的场合，采用常规的图像监视系统具有一些不可避免的弊端，例如：设备体积于庞大、采购费用高、需要足够的电源供应、无法重复录制等等。尤其在不需要连续图像采集的场合，常常无法采用常规的图像监视系统。根据长途汽车对上车人员进行记录的应用要求，开发了一套基于ez-usb的低端图像数据采集存储及传输系统。
---本系统采用omnivision公司的cmos图像传感器ov7620作为采集芯片，zoran公司的zr36060作为数据压缩芯片，cypress的带usb接口的单片机an2131qc作为总控制芯片和usb数据传输芯片。由于长途汽车的乘客上下车是非连续的过程，对图像数据的保存要求就相对较低，因而采用hynix的nand闪存芯片hy27ua082g1m对图像数据进行保存。这样不但减小功耗，还可以实现重复存储，系统还包括用于图像数据缓存的fifo。
---该图像数据采集系统具有集成度高、传输速度快的优点，能够弥补常规图像监视系统的缺点，可望在低端的视频图像领域(如便携式图像系统)填补空白。
---cmos彩色图像传感器ov7620将cmos光感应核与外围支持电路集成在一起，具有可编程控制与视频模/数混合输出等功能，能够消除噪声、灯光闪烁等光电干扰，输出清晰、稳定的彩色图像。ov7620的功能特点包括：单芯片1/3寸镜头，最大664×492像素分辨；i2c控制，标准sccb接口；开窗功能，局部图像输出；输出rgb/rawrgb/ycbcr视频信号；自动曝光控制/自动白平衡/自动增益控制/自动亮度控制；图像质量控制，包括颜色饱和度、锐度、伽马校正等。
---如图1是ov7620的内部框图，视频图像采集以后，通过模数转换电路和控制处理后转换为数字视频信号输出，视频的控制时序由时序产生电路来生成，对外输出的数字信号为图像数据y[7:0]和uv[7:0]。定时信号包括图像时钟pclk、奇偶场信号fodd、行同步chsyn、有效像素href、场同步vsync。由于它采用i2c的标准sccb控制，可以采用单片机模拟sccb总线，对图像帧频、曝光时间、增益控制、伽马校正等进行控制，还可以预设图像的分辨率、采集区域等。
---jpeg编解码芯片zr36060是专为视频采集与编辑应用而设计的，可以方便地实现对视频信号的实时压缩和解压缩，其内部框图如图2所示。在进行压缩时，zr36060接受yuv4:2:2数字视频信号，将其编码为jpeg码流输出；在解压缩时，zr36060接受jpeg码流，将其解码为yuv4:2:2数字视频信号输出。
---zr36060具有以下特点：视频压缩和扩展功能，对像素块和ccir视频信号可实现高达25～30帧/秒的压缩；灵活的数据接口，支持三种yuv视频接口模式，即8位主模式、16位从模式和8位从模式；提供同步主模式和同步从模式两种视频同步方式，前者是芯片内部产生所有的定时信号，后者则是芯片自己同步于一个外部的视频源；3种不同的比特率控制模式用于静止和运动视频的压缩；可以和多种常用视频解码器实现无缝连接。
---由于视频图像文件的数据量非常大，一副没有经过压缩的8级灰度黑白视频图像的大小为664×492＝327kb。如果不对图像进行压缩，其占用flash存储器的空间将非常大。因而利用zr36060的特点以及可以很方便地进行设置的特点，在本视频采集设备上采用了该芯片。
---an2131qc是cypress公司开发的usb1.1协议的单片机，可以非常方便地开发usb外设。an2131qc具有51单片机的所有特点，而且速度更快，可以使用51单片机的通用指令集。采用ez－usb芯片的系统设计无需考虑端点数量、缓冲区尺寸和传输速度的限制。每个芯片内嵌一个ez—usb核，能处理绝大多数usb事务，大大简化了程序代码，加速了开发进程。
---如图3所示，整个图像数据系统由采集、压缩、存储、传输几个部分组成。ov7620的设定是通过基于图像的数码相机串行总线sccb，在an2131单片机中不能直接产生控制信号，所以必须利用an2131qc的两个引脚进行模拟，图4所示是其读写传输的时序。为了节省空间，将ov7620的输出方式设
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