基于CPLD的图像传感器非均匀性校正研究

　　3　实验结果

　　笔者以重庆大学研制的CL512J型自扫描光电二极管阵列( SSPA)图像传感器作为对象,进行6点非均匀性实时校正的实验. CL512J是一种具有512个光敏元的线阵列图像传感器. 其工作波形如图3所示,以起始脉冲S信号(低电平有效)表示每一次扫描输出的开始. 光敏元的视频输出电压Uo 与时钟信号CP同步,在CP的上升沿时刻开始输出,经过短暂的上升时间后,稳定下来;在CP为低电平时,输出变为0. 因此,将S和CP信号引入校正系统作为CPLD产生各种控制信号的基本依据.在实验中, 首先通过数据采集卡和计算机, 将 CL512J 的校正系数计算出来, 按指定地址保存在FLASH存储器中。

图3　CL512J工作波形

　　然后, 在MAX + PLUS Ⅱ开发环境下, 根据CL512J的具体情况(光敏元个数、工作频率、视频信号串行输出的特点等) ,设计出相应的程序,经过仿真验证后,将程序文件下载到CPLD中.最后,将CL512J的视频信号接入校正系统,并利用示波器观察校正前后的视频电压波形. 图4给出了一个实时校正的实验结果,上面一条曲线是CL512J实际的视频输出信号,下面一条是经过校正后的视频信号. 校正前, 输出信号最大值为2V, 最小值不足0. 8V,非均匀性超过40%. 校正后,电压信号在2V附近变化,非均匀性约为2%. 由于TLV5580等器件的工作特点,校正信号延迟约5个CP时钟后输出。

图4　不均匀性校正实验结果图

　　4　结束语

　　设计的非均匀性校正算法以及硬件校正系统,能够有效地实现图像传感器的多点实时非均匀性校正.采用CPLD作为核心构成的校正系统具有功耗低、抗干扰能力强、功能实现方便和扩展灵活等优点,能够有效地适用于多种图像传感器的校正。

　　但是,由于存在光电转换曲线分段线性化误差、A/D转换器和D/A转换器等器件转换精度问题以及实验条件的限制等客观原因,影响了图像传感器非均匀性校正效果的进一步提高。