倒車影像處理系統(tǒng)的研究

劉麗麗

摘 要：倒車影像處理系統(tǒng)主要研究的是將COMS攝像頭采集到的圖像經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換，輸出在車載顯示屏上。本系統(tǒng)采用32位單片機(jī)LPC11C24作為中央處理單元，通過總線配置COMS輸出YCrCb格式圖像，以及配置視頻轉(zhuǎn)換芯片CH7026使之將YCrCb信號(hào)轉(zhuǎn)化為RGBS信號(hào)，顯示在顯示屏上。

關(guān)鍵詞：倒車影像處理 COMS圖像傳感器 RGBS信號(hào) 視頻轉(zhuǎn)換

中圖分類號(hào)：U463.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（a）-000-02

隨著汽車家庭普及的全球化以及行車停車的擁擠，攝像頭輔助倒車系統(tǒng)已經(jīng)成為了汽車的必備部分。由于COMS圖像傳感器的低成本、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，使之被廣泛應(yīng)用于車載攝像頭中。現(xiàn)今市面上多款車型的原裝顯示屏是以RGBS信號(hào)輸入，所以如何將COMS圖像傳感器輸出的YCrCb格式的圖像轉(zhuǎn)化為RGBS格式成為該文要解決的重點(diǎn)。

1 總體方案設(shè)計(jì)

2 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

2.1 電源電路的設(shè)計(jì)

由于各芯片所需電壓值均不一致，須根據(jù)各芯片數(shù)據(jù)手冊選擇

合適的電源，滿足需求。在本設(shè)計(jì)中，倒車攝像頭中COMS圖像傳感器芯片選擇APTINA汽車級(jí)芯片MT9V139。汽車電源為12 V，為給各芯片供電，需要搭建電壓轉(zhuǎn)換電路，應(yīng)用于PCB電路板上的電源轉(zhuǎn)換主要用DC-DC方式。DC-DC轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是可輸出電流大、靜態(tài)電流小、效率高等，但其開關(guān)噪音較大且占用PCB的面積較大，系統(tǒng)較復(fù)雜。而線性穩(wěn)壓器LDO的成本低、噪音小、靜態(tài)電流也較小，外圍電路簡單，但其只適合輸入輸出壓差小、輸出電流小的電路。根據(jù)這兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用兩級(jí)電壓轉(zhuǎn)換，第一次采用DC-DC，第二級(jí)采用LDO。

本設(shè)計(jì)中選擇LINEAR公司的LT3970電源芯片作為電壓轉(zhuǎn)換電路的第一級(jí)轉(zhuǎn)換，將12 V電壓轉(zhuǎn)換為3.3 V。LT3970是一款可調(diào)頻率、單片式、降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器，它的輸入電壓范圍高達(dá)40 V，且只需消耗2.5 μA的靜態(tài)電流。在低輸出電流條件下，低紋波突發(fā)模式操作保持了高效率，且其輸出文波在典型電路中可抑制在5 mV以下。該器件最大的優(yōu)點(diǎn)是封裝小，易于攝像頭內(nèi)部電路的搭建。第二級(jí)電源轉(zhuǎn)換采用LINEAR公司的LTC1844系列電源芯片，將3.3 V電壓分別轉(zhuǎn)換為1.8 V、2.5 V、2.8 V。此款芯片輸入電壓范圍很寬：1.6 ～6.5 V，且靜態(tài)電流很低，不僅減少了對(duì)電源的電壓要求，而且降低了功耗。

2.2視頻轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)

COMS圖像傳感器選擇MT9V139芯片，它是一款高清感光度圖像傳感器，此芯片集成了單片機(jī)芯片系統(tǒng)，可提供非常出色的低照度效果，最低照度可達(dá)到0.01LUX，超過人們對(duì)CCD傳感器的預(yù)期需求，而且在夜視環(huán)境下還具有優(yōu)異的近紅外（NIR）響應(yīng)性能，此芯片還具有體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

通過COMS圖像傳感器采集到的圖像信息，以YUV格式通過8位輸出端傳送到CH7026的8位輸入端，由LPC11C24對(duì)CH7026進(jìn)行配置后，將YUV格式數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為RGBS模擬信號(hào)，再通過濾波電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行去噪提取，傳送到顯示屏上。視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換電路如圖2所示。

3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試

本設(shè)計(jì)軟件調(diào)試部分的整體思路是通過微控制器LPC11C24對(duì)COMS圖像傳感器及CH7026進(jìn)行配置，完成圖像采集及輸出視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換的過程。主要用到總線進(jìn)行配置及串口通信。

由于本設(shè)計(jì)需要采用兩個(gè)總線接口，所以采用LPC11C24的GPIO口模擬總線的方式進(jìn)行編程。CH7026的接口SCL、SDA分別接LPC11C24的PIO2_7和PIO2_8端口，MT9V139的接口SCLK、SDATA分別接LPC11C24的PIO0_10和PIO0_9端口。

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