基于CMOS图像传感器OV7720的网络摄像机设计

0 引言
CCD和CMOS图像传感器作为固体图像传感器领域的竞争对手，在性能表现上各有优劣。相较于CCD图像传感器，CMOS图像传感器的功耗低，结构简单，集成度高，体积小，成本低，这就使产品的便携性和可靠性得以极大的提高。由于CMOS图像传感器的内部结构，使其具有高抗辐照和强抗干扰能力，因此在图像传感器、天文观测、小卫星、星敏感器等应用领域表现极大的应用潜力。另外，基于CMOS图像传感器的加工工艺，可以较容易地制造出大面阵的CMOS体传感器器件，更加扩展了CMOS图像传感器的应用范围。
网络摄像机具有联网功能，又最大限度地保持了模拟摄像机的功能，无疑是监控领域的新星。网络摄像机一般使用成品CCD摄像头做视频捕捉前端，CCD摄像头在硬件成本中占了很大的分量，且CCD摄像头输出的是模拟信号，系统中必须加视频A／D转换器。开发用于网络摄像机的CMOS摄像头对降低设计成本和复杂度有重要意义。

1 图像采集系统采用的芯片介绍
1．1 图像传感器OV7720
OV7720是一个高集成度的CMOS Camera Chip传感器，在单芯片上提供了VGA图像处理器的全部功能。OV7720的一个独特性能就是有很大的主光线角度，它能显著减小模块高度，而高度是让相机能够装配进当前超薄笔记本电脑的关键因素；OV7720的第二大亮点是能够工作在60f ／s的VGA模式下，或工作在120 f／s的QVGA模式下实现设备的最佳性能。OV7720内部集成了对图像传感器的完善控制，包括曝光控制、伽马校正、白平衡、色彩饱和以及色调控制，所有的图像处理功能都可以通过它的串行相机控制总线(SCCB)接口实现对内部控制寄存器组的编程。OV7720采用专有传感器技术来提高图像质量，并通过减少或消除诸如固定图案噪声、拖尾和浮散等不良因素来产生明晰、纯净和完全稳定的彩色图像，其主要技术参数如表1所示。

1．2 相机控制芯片OV529
OV529是一种相机控制芯片，它可以将来自图像传感器(例如OV7720)的信号转换成压缩图像格式的数据。图1给出了OV529与传感器、主机以及E2PROM之间连接的逻辑关系。该芯片具有的技术特征是：可用于移动PDA系统、笔记本电脑中低成本、低功耗、高分辨率的单片相机控制器；不需要附加DRAM；有8位并行相机芯片数据接口；内建采样电路、箝位电路和窗口电路；可用于VGA，CIF，SIF，QCIF，160×128，160×120，128×128，80×64以及更多的图像分辨率；内建彩色转换电路可用于4 b／8 b灰度，16 b YUV，12 b／16 b／24b RGB图像预览；有串行相机控制总线、内置微控制器、可选的串行E2PROM存储器、通用I／O引脚和2个主机接口(RS 232，5wire)等。