倒車影像處理系統的研究

劉麗麗

摘 要：倒車影像處理系統主要研究的是將COMS攝像頭采集到的圖像經過格式轉換，輸出在車載顯示屏上。本系統采用32位單片機LPC11C24作為中央處理單元，通過總線配置COMS輸出YCrCb格式圖像，以及配置視頻轉換芯片CH7026使之將YCrCb信號轉化為RGBS信號，顯示在顯示屏上。

關鍵詞：倒車影像處理 COMS圖像傳感器 RGBS信號 視頻轉換

中圖分類號：U463.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-000-02

隨著汽車家庭普及的全球化以及行車停車的擁擠，攝像頭輔助倒車系統已經成為了汽車的必備部分。由于COMS圖像傳感器的低成本、低功耗等優點，使之被廣泛應用于車載攝像頭中?，F今市面上多款車型的原裝顯示屏是以RGBS信號輸入，所以如何將COMS圖像傳感器輸出的YCrCb格式的圖像轉化為RGBS格式成為該文要解決的重點。

1 總體方案設計

2 系統硬件的設計

2.1 電源電路的設計

由于各芯片所需電壓值均不一致，須根據各芯片數據手冊選擇

合適的電源，滿足需求。在本設計中，倒車攝像頭中COMS圖像傳感器芯片選擇APTINA汽車級芯片MT9V139。汽車電源為12 V，為給各芯片供電，需要搭建電壓轉換電路，應用于PCB電路板上的電源轉換主要用DC-DC方式。DC-DC轉換器的優點是可輸出電流大、靜態電流小、效率高等，但其開關噪音較大且占用PCB的面積較大，系統較復雜。而線性穩壓器LDO的成本低、噪音小、靜態電流也較小，外圍電路簡單，但其只適合輸入輸出壓差小、輸出電流小的電路。根據這兩者的優缺點，本設計采用兩級電壓轉換，第一次采用DC-DC，第二級采用LDO。

本設計中選擇LINEAR公司的LT3970電源芯片作為電壓轉換電路的第一級轉換，將12 V電壓轉換為3.3 V。LT3970是一款可調頻率、單片式、降壓型開關穩壓器，它的輸入電壓范圍高達40 V，且只需消耗2.5 μA的靜態電流。在低輸出電流條件下，低紋波突發模式操作保持了高效率，且其輸出文波在典型電路中可抑制在5 mV以下。該器件最大的優點是封裝小，易于攝像頭內部電路的搭建。第二級電源轉換采用LINEAR公司的LTC1844系列電源芯片，將3.3 V電壓分別轉換為1.8 V、2.5 V、2.8 V。此款芯片輸入電壓范圍很寬：1.6 ～6.5 V，且靜態電流很低，不僅減少了對電源的電壓要求，而且降低了功耗。

2.2視頻轉換電路的設計

COMS圖像傳感器選擇MT9V139芯片，它是一款高清感光度圖像傳感器，此芯片集成了單片機芯片系統，可提供非常出色的低照度效果，最低照度可達到0.01LUX，超過人們對CCD傳感器的預期需求，而且在夜視環境下還具有優異的近紅外（NIR）響應性能，此芯片還具有體積小、功耗低等優點。

通過COMS圖像傳感器采集到的圖像信息，以YUV格式通過8位輸出端傳送到CH7026的8位輸入端，由LPC11C24對CH7026進行配置后，將YUV格式數字信號轉換為RGBS模擬信號，再通過濾波電路對信號進行去噪提取，傳送到顯示屏上。視頻信號轉換電路如圖2所示。

3 系統軟件的設計與調試

本設計軟件調試部分的整體思路是通過微控制器LPC11C24對COMS圖像傳感器及CH7026進行配置，完成圖像采集及輸出視頻信號轉換的過程。主要用到總線進行配置及串口通信。

由于本設計需要采用兩個總線接口，所以采用LPC11C24的GPIO口模擬總線的方式進行編程。CH7026的接口SCL、SDA分別接LPC11C24的PIO2_7和PIO2_8端口，MT9V139的接口SCLK、SDATA分別接LPC11C24的PIO0_10和PIO0_9端口。

參考文獻

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