TOP 5：基于CMOS圖像傳感器OV7720的網絡攝像機設計

　　網絡攝像機具有聯網功能，又最大限度地保持了模擬攝像機的功能，無疑是監控領域的新星。網絡攝像機一般使用成品CCD攝像頭做視頻捕捉前端，CCD 攝像頭在硬件成本中占了很大的分量，且CCD攝像頭輸出的是模擬信號，系統中必須加視頻A/D轉換器。開發用于網絡攝像機的CMOS攝像頭對降低設計成本和復雜度有重要意義。

　　1 圖像采集系統采用的芯片介紹

　　1.1 圖像傳感器OV7720

　　OV7720是一個高集成度的CMOS Camera Chip傳感器，在單芯片上提供了VGA圖像處理器的全部功能。OV7720的一個獨特性能就是有很大的主光線角度，它能顯著減小模塊高度，而高度是讓相機能夠裝配進當前超薄筆記本電腦的關鍵因素;OV7720的第二大亮點是能夠工作在60f /s的VGA模式下，或工作在120 f/s的QVGA模式下實現設備的最佳性能。OV7720內部集成了對圖像傳感器的完善控制，包括曝光控制、伽馬校正、白平衡、色彩飽和以及色調控制，所有的圖像處理功能都可以通過它的串行相機控制總線（SCCB）接口實現對內部控制寄存器組的編程。OV7720采用專有傳感器技術來提高圖像質量，并通過減少或消除諸如固定圖案噪聲、拖尾和浮散等不良因素來產生明晰、純凈和完全穩定的彩色圖像，其主要技術參數如表1所示。

　　1.2 相機控制芯片OV529

　　OV529是一種相機控制芯片，它可以將來自圖像傳感器（例如OV7720）的信號轉換成壓縮圖像格式的數據。圖1給出了OV529與傳感器、主機以及E2PROM之間連接的邏輯關系。該芯片具有的技術特征是：可用于移動PDA系統、筆記本電腦中低成本、低功耗、高分辨率的單片相機控制器;不需要附加 DRAM;有8位并行相機芯片數據接口;內建采樣電路、箝位電路和窗口電路;可用于 VGA，CIF，SIF，QCIF，160×128，160×120，128×128，80×64以及更多的圖像分辨率;內建彩色轉換電路可用于4 b/8 b灰度，16 b YUV，12 b/16 b/24b RGB圖像預覽;有串行相機控制總線、內置微控制器、可選的串行E2PROM存儲器、通用I/O引腳和2個主機接口（RS 232，5wire）等。

　　2 系統總體設計

　　2.1 系統組成

　　系統總體設計分為硬件設計和軟件設計兩個部分。硬件設計模塊主要包括微控制器模塊、網絡接口模塊和相機控制模塊三部分。微控制器模塊主要由主控芯片、 DATAFLASH和SDRAM組成，其中主控芯片是整個系統的核心，負責整個系統的調度工作。DATAFASH里固化了嵌入式Linux內核及其文件系統、應用軟件和系統配置文件。SDRAM作為內存供系統運行使用。網絡接口模塊主要是配合主控芯片傳送MPEG-4碼流。相機的控制模塊主要是由 OV529和OV7720芯片組成，通過SCCB（Serial Camera Control Bus）將傳感器的視頻流傳送到OV529;OV529通過控制OV7720將視頻流轉化成MEPG-4碼流，并完成轉發控制相機命令的功能。當系統啟動時，微控制器通過SPI將Linux內核轉入SDRAM中，系統從SDRAM中啟動。

　　軟件設計部分主要包括嵌入式Linux移植、CGI控制程序和MEPG-4解碼程序三個部分。嵌入式Linux系統存放到由AT91SAM7X256 控制的DAT-AFLASH中，它負責整個系統軟件的調度工作。CGI控制程序主要負責對攝像機的控制和對MPEG-4視頻流的相關設置。MEPG-4解碼程序主要負責對通過網絡得到的MPEG-4數據流的解碼工作。

　　硬件系統實現【略】

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