[实用新型]一种高分辨率的全数字图像采集模块

说明书

技术领域

本实用新型属于计量测试技术，涉及对图像采集模块的改进。

背景技术

随着数字多媒体技术的不断发展，数字图像处理技术已经广泛地应用于身份识别、可视电话、电视会议和视频监控等多种民用、商用及工业领域。这些数字图像处理系统的共同特点是数据吞吐量大，尤其是在对图像分辨率和帧频率要求比较高的场合下。以指纹识别系统为例，图像分辨率的高低将直接影响指纹识别的性能。为了清晰地辨别出指纹中的特征信息，指纹图像的分辨率至少要在500DPI(Dot per Inch)以上。为满足不同手指大小以及采集方式的要求，图像采集系统的尺寸都不能做得太小，一般控制在2英寸以上。这就要求图像采集模块的分辨率至少达到1024×768，目前通常采用分辨率为1280×1024即130万像素的图像传感器。如果要做到实时采集和处理，帧频率必须在15帧/s以上，这样数据量将达到1280×1024×15×8＝150Mbit/s。

该系统中最核心的技术是实时图像的采集和处理。图像采集是进行图像处理、压缩和识别的基础，图像采集的速度、质量将直接影响到系统的整体性能。因此对高分辨实时图像采集模块的研制，具有重要的科学意义和广泛的应用前景。

传统的图像采集系统以图像传感器CCD为主，通过视频采集卡对视频信号进行采集，通过相应的软件传输给计算机。一定尺寸的CCD传感器具有高分辨率的优点，但存在功耗高、外围电路复杂和生产成本高等问题，不易与主流的CMOS技术集成于同一芯片中。并且图像在进入计算机之前，采用模拟传输的方式受外界环境的影响较大，容易造成传输图像的失真。加之输出的模拟信号不易于与数字处理单元相衔接，必须外加视频采集卡配合工作，而视频采集卡的价格又比较昂贵，因此传统的CCD图像采集方式既不方便也不经济。目前市场上以COMS图像传感器为核心的图像采集系统，一般是以网络摄像头为主，很难达到高分辨率和实时传输数据的要求。

关于图像采集装置或模块，虽然已有一些专利技术或文献报道，但都不同程度地存在着一定的局限性。例如“一体化智能图像采集器(申请号：CN03222021.9)”可以通过串行通信口、USB通信口和LAN口，连接后续处理设备，虽然适用范围广，但它将外界应用场合的摄像机视频输出端与图像采集器的信号输入端相连，不仅增加了系统成本，而且视频图像在传输过程中易受干扰而导致图像失真。“高分辨率图像采集装置(申请号：CN00215562.1)”具有采集图像清晰、造价低廉的优点，但其机械结构复杂，安装使用不便，因此不易实现模块化。“三维图像采集系统(申请号：CN02154518.9)”虽然可以清晰地再现不同光照角度下物体的多幅数字化图像的集合，但难以满足许多场合实时性的要求。因此现有图像采集装置或模块，均不能很好地应用于图像分辨率和帧频率要求比较高的场合。

发明内容

本实用新型的目的是：提出一种可以满足高分辨率及高帧频率实时传输要求的、大大降低硬件设备成本的高分辨率的全数字图像采集模块。

本实用新型的技术解决方案是：一种高分辨率的全数字图像采集模块，由图像传感器1、驱动电路2、USB控制器3和安装在封装壳体上的USB插头组成。其特征在于，

(1)封装壳体是一个截面为圆形或者矩形的筒体，在其一个端面上安装有USB插头，在其另一个端面上有一个窗口，该窗口与封装在壳体内的图像传感器1的感光面位置对应；

(2)所说的图像传感器1是130万像素彩色CMOS数字图像传感器，它的SIO_D和SIO_C端口通过I2C总线分别与驱动电路2的SDA和SCL端口连接；

(3)所说的驱动电路2是一个通过I2C总线与图像传感器1连接的、存储着图像采集模块设备端固件程序的E²PROM存储设备；