用于岩心扫描的彩色线阵CCD图像采集系统
一种全自动岩石标本图像采集装置及方法[发明专利]
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专利名称：一种全自动岩石标本图像采集装置及方法专利类型：发明专利
发明人：许振浩,石恒,陈晓琦,余腾飞,谢辉辉,黄鑫,杜毓超申请号：CN201910272839.3
申请日：20190404
公开号：CN110031403A
公开日：
20190719
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种全自动岩石标本图像采集装置及方法，包括：中央控制器以及分别与中央控制器连接的光照系统、岩块姿态控制系统、粉尘系统和图像采集系统；光照系统包括光照室和光照强度可调的光源，光照强度可调的光源均匀布置在光照室内；岩块姿态控制系统包括：设置在光照室内用于承载岩石的旋转载物台，设置在载物台上的岩石固定器，设置在载物台上部用于实现岩石翻转的旋转抓手；粉尘系统与光照室连接，能够通过空气压缩机向光照室内扩散粉尘，并通过静电除尘器控制光照室内的粉尘浓度；本发明有益效果：通过对岩石标本的旋转角度控制和翻转控制，能够实现对岩石标本图像的多角度自动采集，为岩石图像的深度学习技术提供数据基础。
申请人：山东大学
地址：250061 山东省济南市历下区经十路17923号
国籍：CN
代理机构：济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：董雪
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CCD图像采集解决方案
CCD图像采集解决方案引言概述：CCD（Charge-Coupled Device）是一种常用于图像采集的传感器，广泛应用于数字相机、显微镜、天文望远镜等领域。
CCD图像采集解决方案是指利用CCD传感器进行图像采集时所采取的一系列方法和技术。
本文将介绍CCD图像采集解决方案的相关内容。
一、硬件选型：1.1 选择合适的CCD传感器：根据应用需求确定CCD传感器的分辨率、灵敏度、动态范围等参数。
1.2 选择适配的镜头：根据CCD传感器的尺寸和像素密度选择合适的镜头，确保图像质量。
1.3 选择适配的光源：根据拍摄环境和拍摄对象选择合适的光源，确保图像亮度和对比度。
二、图像采集系统设计：2.1 确定图像采集系统的整体架构：包括CCD传感器、镜头、光源、图像采集卡等组件的连接和布局。
2.2 设计图像采集系统的电路：根据CCD传感器的工作原理和信号特点设计合适的模拟信号处理电路和数字信号处理电路。
2.3 设计图像采集系统的机械结构：确保CCD传感器和镜头的稳定性和精确对焦，减少振动和模糊。
三、图像采集参数设置：3.1 设置曝光时间：根据拍摄对象的亮度和运动速度确定合适的曝光时间，避免过曝或欠曝。
3.2 设置增益和增益平衡：根据拍摄对象的细节和对比度调节增益和增益平衡，优化图像质量。
3.3 设置白平衡和色彩校正：根据拍摄环境的光源颜色和色温调节白平衡和色彩校正，保持图像色彩真实。
四、图像采集软件开发：4.1 设计图像采集界面：根据用户需求设计直观友好的图像采集界面，提供参数设置和图像预览功能。
4.2 编写图像采集控制程序：利用图像处理库和相机驱动程序编写图像采集控制程序，实现图像采集和保存功能。
4.3 优化图像处理算法：根据应用需求对图像处理算法进行优化，提高图像处理速度和效果。
五、图像采集系统调试和优化：5.1 调试硬件连接：检查CCD传感器、镜头、光源等组件的连接是否正确，确保信号传输畅通。
5.2 调试图像采集参数：根据实际拍摄效果调整曝光时间、增益、白平衡等参数，优化图像质量。
岩样精密CCD测量仪
4、环境温度：0～40℃；
5、相对湿度：35～85%；
6、最小显示单位：0.01um;
7、测量范围：0.3mm～200mm（可单探头直接测量或双探头组合测量）；
8、采样频率：2400样本/秒
9、主要功能：同时测量、区域设计、计算、平均、校正、16-程序存储器、测量模式、自动归零、打印、异常值消除、透明物体测量、测量点显示、分组比较、NG历史纪录、趋势显示、统计处理、防止相互干扰、应用功能等；
10、装置板：用于高精度安装测量探头。
三、配置要求：要求测试系统界面友好、携带方便，具有与计算机实时通讯接口和打印输出功能，具有数据处理和监视设备，通过4个探头，实现球冠测量。
四、服务要求：
1、厂家提供技术培训，以便最终用户能够完整地掌握测试流程，各项安排与最终用户商定。
2、投标者在投标文件中制定出培训计划，保证使用人员熟练掌握系统的维护和应用；培训技术要求及设施：培训者应安排熟练技术人员及培训安排以确保培训质量。
3、自设备测试验收合格日起1年免费保修，保修期间，仪器维修时买方仅负责仪器运送到卖方在国内公司所在地的运输费用，其他一切费用由卖方承担。保修期后，仪器维修时仅收成本费用。
4、在用户发出故障信息后8小时内以电话、传真或网络等方式响应，由双方商定排除故障期限。若卖方没有在规定的时间内做出响应，因此而出现的直接后果由卖方承担。
岩样精密CCD测量仪
设备名称：
岩样精密CCD测量系统
数量（台/套）：
1套
最终用户：
中国地质科学院地质力学研究所
项目现场：
中国，北京，中国地质科学院地质力学研究所
一、主要用途：用于直径范围0.3～200mm岩芯样品的高速、高精度测量，以获取圆柱岩心样品的直径变化等信息。
一种岩心扫描图像的分析及展示系统[发明专利]
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专利名称：一种岩心扫描图像的分析及展示系统
专利类型：发明专利
发明人：周宇,刘传喜,孙建芳,徐婷,蒲军,秦学杰,杨森,曹立迎,曹丽丽,吴永超
申请号：CN201510223972.1
申请日：20150505
公开号：CN106204515A
公开日：
20161207
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种岩心扫描图像的分析及展示系统，属于勘探技术领域，以解决现有的分析及展示系统不适用于岩心扫描图像，使得岩心扫描图像的分析结果的准确度较低的技术问题。
该岩心扫描图像的分析及展示系统，该系统包括：获取模块，获取用户选定的岩样的三维图像中的区域；分析模块，分析用户选定的区域的参数值，并输出分析结果，所述参数值包括面孔率、分选系数、均质系数和灰度值的平均值；展示模块，向用户展示选定的岩样的三维图像的区域，以及分析模块输出的分析结果。
申请人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院
地址：100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
国籍：CN
代理机构：北京聿宏知识产权代理有限公司
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基于线阵CCD传感器的图像采集系统设计
基于线阵CCD传感器的图像采集系统设计吴德君【摘要】本图像采集系统采用高灵敏线阵CCD传感器,以DSP芯片TMS32OF2812作为图像处理器,能迅速采集现场信息送回处理器作出相应处理.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】2页(P67-68)【关键词】线阵CCD;CPLD;图像采集系统【作者】吴德君【作者单位】陕西国防工业职业技术学院,陕西,西安,710300【正文语种】中文【中图分类】TP391.41本设计采用线阵CCD传感器采集图像信息，结合实际应用需要，以TI公司的TMS 320 F2812 DSP作为图像处理器，控制视频信息的读入并对其进行处理，将此系统可应用于目标跟踪系统对物体的采集与识别中。
1 图像采集系统构成系统主要由线阵CCD、复杂可编程逻辑器件CPLD及DSP等部分组成。
CCD采用Toshiba的TCD1703C，CPLD采用Altera公司MAX7000系列EPM7064芯片。
物体经物镜成像在线阵CCD光敏元件阵列上，基于CPLD的CCD驱动电路发出信号，CCD完成一次扫描。
CCD输出的电信号经低通滤波器滤波再进行放大，按照应用系统对图像分辨率的要求由A/D转换电路进行数字化处理后再传入存储器，经TMS320F2812读取存储器数据，将处理结果送入主控制器。
系统构成原理图如图1所示。
图1 图像采集系统构成框图2 CCD传感器外围电路设计2.1 线阵CCD传感器选用系统采用TCD1703C线阵CCD作为图像传感器。
TCD1703C是日本TOSHIBA公司生产的线阵CCD图像传感器芯片，具有灵敏度高、暗电流低的特点。
该芯片有7 500个像元，像元尺寸及间距为7 μm×7 μm；工作电压为单一的5 V，为二相输出的线阵CCD器件。
TCD1703C输出端OS输出的视频信号具有负极性、含周期性复位脉冲串扰以及有效信号幅值较小的特点。
其特点决定了它不能够直接送入机器人主控制器进行软件处理，必须先从硬件上对其进行量化处理。
岩心采集仪产品介绍(北京)
产品介绍
北京永盛通科技发展有限公司 荆州市雄智石油科技开发有限公司 联合研制
产品介绍
一、基本情况
二、产品情况介绍
三、产品的价值
四、公司承诺
基本情况
一、产品基本情况
二、公司基本相关资质
1.1、产品基本情况
岩心是最直观可靠的反映地层地质特征的第一手资 料。研究岩心，可以考察古生物特征、确定地层时代、进 行地层对比，研究储层岩、电、物及含油性的关系，掌握 生油特征和地化指标，观察岩性、沉积构造，判断沉积环 境，了解构造和断裂情况，还可以检查开发效果、了解开 发过程中所必需的资料数据。地质家们历来对岩心资料都 极为重视。 但随着时间的推移，由于岩心风化、多次采样和人 为因素等造成岩心位置移动、岩心破坏及岩心信息损失， 再加上由于客观条件和知识丰富程度所限，现场岩心描述 往往不够详细，某些地质信息也可能被忽略掉，从而不能 充分地利用岩心资料、造成资源浪费。
1.2、公司基本情况
北京永盛通科技发展有限公司成立于2002年，公司现有职工27人， 其中技术人员10人。专业生产OFA、QFA系列荧光分析仪、UNIQ-PMR、 RecCore-2500型磁共振岩样分析仪、YXLY-XC24岩屑图像采集仪、YXCXⅥ岩心图像采集仪、 YXCX-Ⅵ便携式岩心图像采集仪等石油录井仪器及录 井相关配件和录井技术服务。我公司与中国石油勘探开发研究院有着良好的 合作关系，依托中国石油勘探开发研究院的科研优势，拥有一支技术雄厚的 研究队伍，长期以来，从事油田勘探、开发及钻采工程的新技术和新产品的 研发、制造及油田现场技术服务，为油田提供一流的设备和优质的服务。公 司以技术为导向原则，力求精简高效，与市场运营机制相适应，不断推出科 技含量高、稳定可靠的钻录采石油仪器。 “技术领先，质量第一，信誉至上”是我们一贯遵循的原则。我们现 场服务工程师除了根据用户要在用户希望到达的时间内到达施工现场外，不 定期赴现场上井巡回检修、网络技术咨询及电话技术咨询、回访等也是我们 对于客户现场工程支持的重要环节。 我公司至今服务于中石油、中石化、中海油现场的QFA二维、三维 系列荧光分析仪共计400多台，核磁共振仪20 多台，几乎100%的占有率，油 田录井每年创造效益千万元，仪器在现场使用中得到了油田甲方及使用方的 好评和认可。
CCD图像采集解决方案
CCD图象采集解决方案一、概述CCD（Charge-Coupled Device）是一种常见的图象传感器，广泛应用于工业、医疗、安防等领域。
CCD图象采集解决方案是指通过使用CCD传感器和相关设备，实现高质量、高效率的图象采集和处理。
二、解决方案的组成部份1. CCD传感器：CCD传感器是图象采集的核心部件，负责将光信号转化为电信号。
传感器的选择应根据具体应用场景的需求来确定，包括分辨率、灵敏度、动态范围等参数。
2. 光学系统：光学系统用于将光线聚焦到CCD传感器上，包括镜头、滤光片等组件。
选择合适的光学系统可以提高图象的清晰度和色采还原度。
3. 采集设备：采集设备负责将CCD传感器采集到的电信号转化为数字信号，并进行处理和存储。
常见的采集设备包括图象采集卡、相机模块等。
4. 控制系统：控制系统用于控制CCD传感器和采集设备的工作，包括触发信号的生成、参数设置等。
控制系统可以通过软件或者硬件的方式实现。
5. 图象处理软件：图象处理软件用于对采集到的图象进行处理和分析，如去噪、增强、测量等。
根据具体需求，可以选择使用现有的图象处理软件或者自行开辟。
三、解决方案的工作流程1. 准备工作：确定应用场景和需求，选择合适的CCD传感器和光学系统，并搭建好采集设备和控制系统。
2. 图象采集：通过控制系统发出触发信号，启动CCD传感器进行图象采集。
传感器将光信号转化为电信号，并传输给采集设备。
3. 数字信号转换：采集设备将传感器采集到的电信号转化为数字信号，并进行采样和量化。
采集设备可以根据需求进行参数设置，如暴光时间、增益等。
4. 图象处理：将采集到的数字信号传输给图象处理软件，进行图象处理和分析。
根据具体需求，可以进行去噪、增强、边缘检测、目标识别等操作。
5. 结果输出：图象处理软件将处理后的图象结果输出，可以保存为图象文件或者实时显示在监视器上。
根据具体需求，还可以将结果进行存储、传输或者打印。
四、解决方案的优势和应用领域1. 高质量图象：CCD传感器具有高灵敏度和低噪声特性，能够采集到高质量的图象。
面阵CCD彩色视频图像实时采集系统的设计
第18卷 第1期2010年1月 光学精密工程 Optics and Precision Engineering Vol.18 No.1 J an.2010 收稿日期:2009204222;修订日期:2009205225. 基金项目:上海市科委“创新行动计划”项目集成电路设计专项(No.0870*******);上海市科委2008年度“创新行动计划”资助项目(No.0870*******);上海大学研究生创新基金项目(No.SHUCX092347)文章编号 10042924X (2010)0120273208面阵CCD 彩色视频图像实时采集系统的设计冉 峰,杨 辉,黄舒平(上海大学微电子研究与开发中心,上海200072)摘要:为了实现用面阵CCD 实时采集彩色视频图像,设计了一种彩色视频图像实时采集系统。
在分析SON Y 面阵CCD 器件ICX424AQ 的结构参数和彩色视频图像采集原理的基础上,实现了CCD 控制时序的产生和整个采集系统的时序控制逻辑。
分析了CCD 器件的主要噪声来源,采用相关双采样技术滤除了视频信号中的复位噪声和1/f 等低频噪声,提高了系统的信噪比。
由于采用的面阵CCD 芯片表面覆盖有Bayer 彩色滤波阵列(CFA ),因此每个像素点只有一个颜色分量。
为了获得全彩图像,采用一种改进的双线性插值算法来获得每个像素点上丢失的色度信息,较好地兼顾了插值效果和硬件实现复杂程度。
该设计采用CCD 逐行扫描工作方式,曝光时间为0.32ms 时,所有像素信号可依次读出。
整个系统采用FP GA 作为核心控制器件,读取的CCD 信号经过插值处理,实时地通过发送芯片SiI1162以DVI 格式发送到TFT 2L CD 屏上显示。
关 键 词:面阵CCD ;图像采集;现场可编程门阵列;相关双采样;彩色插值中图分类号:TN941.1;TN386.5 文献标识码:ADesign of real 2time color video capture system for area array CCDRAN Feng ,YAN G Hui ,HUAN G Shu 2ping(M icroelect ronic Research and Development Center ,S hang hai Uni versit y ,S hang hai 200072,Chi na )Abstract :A real 2time color video capt ure system is established to realize t he color video capt uring by an area array CCD .The hardware and software designs of t he color video capt ure system of area array CCD ICX424AQ presented by Sony company are analyzed ,and t he st ruct ure parameters of t he area 2array CCD and t he color video gat hering principle of t he capat ure system are introduced.Then ,t he CCD cont rol sequence and t he timing logic of t he whole capt ure system is realized.Furt hermore ,t he noises of t he video signal (KTC noise and 1/f noise )are filtered by using t he Correlated Double Sam 2pling (CDS )technique ,and t he signal 2to 2noise ratio of t he system is enhanced.Because t he area array CCD image sensor is covered by a Bayer Color Filter Array (CFA ),each pixel has only one component of t hree p rimary colors.In order to obtain f ull chromaticity at every pixel ,an enhanced bilinear algo 2rit hm is p resented to obtain a comp romise solution between t he complex of hardware implementation and image quality t hrough interpolating.The CCD is worked under progressive scan mode and all pix 2el signals can be read out simultaneously at t he expo sing time of 0.32ms.The whole system is con 2t rolled by a Field Programming Gate Array (FP GA ),and t he pixel data readout is interpolated and t hen t ransmitted by t he t ransmitting chip SiI1162.Finally ,t he designed video is displayed on a TF T 2L CD in real time.K ey w ords:area array CCD;video capt uring;Field Programming Gate Array(FP GA);Correlated Double Sampling(CDS);demosaicing1 引 言 CCD(电荷耦合器件)图像传感器是高性能的固体成像器件,它将光信号转换为电信号,广泛应用于图像采集系统和测量检测系统中。
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收稿日期:2006-07-26;修订日期:2006-10-09 基金项目:四川省科技攻关计划项目(05GG 021-026-03) 作者简介:刘铂(1982-),男,四川成都人,硕士研究生,主要研究方向:模式识别、智能系统; 卿粼波(1982-),男,四川简阳人,博士研究生,主要研究方向:图像处理、通信; 吴晓红(1970-),女,四川射洪人,讲师,博士研究生,主要研究方向:计算机图像识别; 滕奇志(1961-),女,四川成都人,副教授,博士,主要研究方向:图像处理、模式识别、软件工程.文章编号:1001-9081(2007)01-0246-03用于岩心扫描的彩色线阵CCD 图像采集系统刘 铂,卿粼波,吴晓红,滕奇志(四川大学电子信息学院,四川成都610064)牗cias @ 牘摘 要:针对岩心资源数字化的需求,设计并实现了一种用于岩心图像扫描仪的彩色线阵CCD 图像采集系统。
实际应用表明,该系统能很好地解决现有系统的分辨率低、成本高的问题。
可为后继的岩心图像分析工作提供可靠的依据。
关键词:岩心;线阵CCD ;图像采集;驱动程序中图分类号:TP274 文献标识码:AColorized li n ear CCD m i age acquisition syste m for core m i age acquisiti onLI U Bo 牞Q I N G Li n -bo 牞WU X iao -hong 牞TE NG Q i -zhi牗School of E l ectr onics and In f or ma tio n Engi neering 牞S ichuan Universit y 牞Chengdu S ichuan 610064牞Ch i na 牘Ab stract 牶A cco rding t o the need of saving co re resource s in di g it a l fo r m s 牞a co lorized li near CCD i m age acqu isition syste m for core i mage scanne r wa s designed and i m ple m ented .The de sign o f t he so ft wa re and ha rd w are was descri bed in de tai.l P ractica l applica tions s how tha t the s ho rt com ings o f l ow reso l uti on and high co st i n existi ng syste m s are overco m e 牞which prov ides a reli ab l e basis fo r consequent co re i m ag e ana l ysis .K ey w ord s 牶co re 牷linear CCD 牷i m age acquisiti on 牷dev ice dri ve r0 引言油气勘探获取的岩心样本是一种宝贵的不可再生资源,石油地质分析数据和地球物理勘探的物理参数均来自于岩心。
由于岩心出桶后,经人工劈开、截断和现场采样,会被破坏并造成缺失;而且岩心风化后,破损就更加严重。
为后期能进行更深入的地质研究,先对其进行数字化保存就显得极为重要。
岩心图像扫描仪是一种利用光学电子技术和图像处理技术进行岩心图像数字化采集的仪器,它利用线阵CCD 图像采集系统作为核心,将岩心扫描成图像后,存入图文数据库,作后期分析。
中国各大油田因科研生产的需要,于1998年开始引进国外的这种先进仪器(比如德国DM T 公司的CO RESCAN 岩心扫描仪),并广泛应用于岩心管理研究。
与此同时,国内一些研究机构在对国外技术消化吸收的基础上,也纷纷研制出性能各异的同类产品。
不过目前大多数应用于岩心扫描仪的图像采集系统比较复杂,获取图像的线阵CCD 摄像头多采用德国BASLER 公司的产品,输出图像数据经C a m era L ink 连线连接到图像采集卡,再进行后期处理。
这类系统经过多年使用,面对更高的应用要求,逐渐体现出一些缺点:采集卡研发难度大、周期长;CCD 摄像头比较昂贵,普通的BA SLER 像头价值数万元,造成设备成本偏高;CCD 摄像头的像敏单元数较少,只有2098个,扫描精度较低,分辨率最大仅能达到250DP I ,岩心图像质量相对较差,已不能满足更高精度的要求。
为此,我们设计了一种基于USB 的单芯片图像采集系统,并搭建了完整的硬件平台,开发出了驱动程序。
现已将其用于很多油田的岩心数字化工作中,达到了较好的应用效果。
该系统结构更简单、成本更低廉、分辨率更高,为后继的岩心图像分析工作提供了可靠的依据。
1 硬件设计及实现1.1 系统构成及工作原理美国国家半导体公司的L M 9833芯片集成了CCD 控制单元、A FE (模拟前端)、像素处理单元、缓存控制器和USB 接口。
它的工作电压为5V ,支持像元素高达16384个,分辨率可达1200D P I ,并且具有低功耗、配置灵活的特点[1],故选其作为本系统核心。
CCD 则选用日本TO S H IBA 公司生产的TCD 2901D 芯片,它是22脚的D IP 封装,像敏单元数目高达10550,像敏单元大小为4μm ×4μm ×4μm (相邻像元中心距为4μm );具有灵敏度高、暗电流低等特点。
该器件工作在5V 驱动(脉冲),12V 电源条件下,是三相输出的线阵CCD 器件。
[2]由于图像采集端与上位机数据接收端之间有速度瓶颈,因此必须采用外部存储器来缓存图像数据。
L M 9833支持256k ×16或1M ×16两种内存,更多的内存意味着更好的性能。
在此选用A LLIAN CE 公司的A S4C1M 16E5芯片,它采用高性能的C MO S 工艺,容量为1M ×16b it ,工作电压为5V ,在与L M 9833接口时不需要外加电平转换芯片,这样可以简化硬件电路。
系统采用12V 电源供电,用电压转换芯片L M 340T 得到5V 电压,分两路分别供给主芯片和内存。
为了保证系统的稳定性,降低其功耗,我们对L M 9833的外围电路做了裁减,让引脚SE N SE _A 、SEN SE _B 、A 、A *、B 、B *,以及LAM P _R 、LAM P _G 、LAM P _B 接地,去掉了外部的电机控制与照明单元。
第27卷第1期2007年1月计算机应用C o mpu ter App licationsV o.l 27No .1Jan .2007系统结构如图1所示。
图1 系统构成由图1可知,系统工作流程为:上位机将数据采集指令通过USB总线发送到L M9833,其CCD控制单元产生驱动CCD 所需的时钟脉冲,促使CCD完成光电转换过程并将得到的模拟信号交给LM9833的A FE(模拟前端),通过程序的配置,在这里进行相关双采样、滤波、放大以及A/D转换,消除信号中的驱动脉冲及噪声等所造成的干扰。
输出的数字信号再经由L M9833各模块处理,最后存入到外部存储器中,被上位机获取。
1.2 线阵CCD驱动CCD时序脉冲信号是一组周期性的、关系比较复杂的脉冲信号,它是影响CCD器件的信号处理能力、转移效率、信噪比等性能的一个重要因素。
TCD2901D的驱动时钟时序图如图2所示。
图2 TCD2901D时序图其中:S H为光积分脉冲信号;Ф1、Ф2为时钟脉冲信号; RS为复位脉冲信号;CP为采样保持脉冲信号。
根据TCD2901D的驱动时钟时序关系确定各个驱动时钟的参数。
各路脉冲的技术指标如下:RS=2MH z,占空比为1∶4,方波;Ф1=Ф2=1M H z,占空比为1∶1,方波;Ф1、Ф2互为反相,在并行转移时是一个大于S H=1持续时间的宽脉冲; S H为高电平时进行电荷转移,此时每经过一个Ф1、Ф2周期CCD就向外电路输出一个像素,SH两次高电平之间的间隔就是一个光积分时间,在此期间至少有10628个RS脉冲。
CCD的驱动信号由LM9833的CCD控制单元产生,其电路如图3所示。
图3 CCD驱动电路线阵CCD对其各驱动时钟的峰值电压要求为:Ф1、Ф2 (4.75V～5.5V)、S H(4.25V～5.5V)、RS(4.5V～5.5V)。
经实测,L M9833的RS与TR1引脚提供的电压峰值不稳定,均达不到要求,故笔者采用驱动器74AC04增强LM9833的驱动能力。
74AC04内共有6个反相器,LM9833的四个引脚作为输入,其中TR1分为三路分别经过74A C04得到S H1、S H2、S H3,PH I1与PH I2经过反相器后各分两路为CCD提供时钟脉冲,保证了L M9833能正常驱动CCD工作。
此外N a tiona l Sem iconduc t o r提供了编程工具USBTEST.EXE,通过它可以在线对其内部寄存器(0x00～0x6F)进行修改,以满足系统的需求。
其中0x0B为CCD配置单元,将其第3位置为1,以保证Ф1=Ф2=1MH z;同时将0x11与0x12分别设为6、10,这样便能保证每个Ф1、Ф2对应两个RS。
1.3 模拟前端接口由于CCD输出的模拟信号比较微弱,因此在进入L M9833的模拟前端单元进行相关双采样、放大及A/D转换前,需要增加一个射极跟随器,保证信号的稳定性。
电路设计如图4所示。
图4 模拟前端接口该射极跟随器对于负载而言,等效为一个内阻很小的信号源,它可以向L M9833的模拟前端提供稳定的输出电压以及大的信号电流和功率,使得输出信号O S1、O S2、OS3更加稳定。
2 驱动程序设计及实现2.1 驱动框架图5 系统驱动程序示意图系统的驱动程序设计基于W i ndow s驱动程序模型(W i ndow s D ri ve r M ode l,W DM)与静态图像构架(S till I m age A rch itecture,ST I)实现,可分为上层驱动与底层驱动两大部分,共五个模块:Twa i n接口部分、驱动程序界面、数据采集及处理、M ini d ri ve r和内核模式驱动部分。
实际开发环境为W i ndow s2000DD k与VC++6.0。
驱动程序与应用程序及操247第1期刘铂等:用于岩心扫描的彩色线阵CCD图像采集系统 作系统之间的关系如图5所示。
2.2 底层驱动设计W DM是微软提供的驱动程序模型,采用分层结构,对于每一个硬件来说,至少要有两个驱动程序,称为总线驱动程序和功能驱动程序。