5MP一體化高清機芯的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：本文介紹一種5MP一體化高清機芯的實現(xiàn)方法，采用FPGA來實現(xiàn)自主開發(fā)的ISP算法，采用TMPM342來實現(xiàn)馬達驅(qū)動和自動聚焦、自動曝光等功能，開發(fā)出業(yè)界第一款5MP實時一體化高清機芯。本文網(wǎng)絡(luò)版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/248887.htm

關(guān)鍵詞：高清機芯；自動聚焦；ISP；FPGA；TMPM342

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.6.002

安防監(jiān)控已經(jīng)進入了網(wǎng)絡(luò)高清時代，在這種趨勢下，高清機芯的應(yīng)用將會越來越多、應(yīng)用領(lǐng)域也會越來越廣泛。高清機芯由于有較高的技術(shù)門檻，國內(nèi)能開發(fā)的廠家不多，大多用國外品牌。近幾年，由于ISP（Image signal processing）處理芯片的SOC化，出現(xiàn)了較多的攝像機套片，可以用來做攝像機和一體化機芯，但套片不夠靈活，無法滿足復(fù)雜場景的監(jiān)控要求。一體化機芯的發(fā)展是往高分辨率、網(wǎng)絡(luò)化、高倍率的方向在發(fā)展，而SOC無法及時滿足市場的變化。本文采用自主開發(fā)的ISP和TMPM342電機驅(qū)動MCU集合芯片來實現(xiàn)5MP高清機芯的開發(fā)。

一體化機芯概述

一體化機芯是指鏡頭內(nèi)置、具有變倍且可自動聚焦等功能的攝像機，是光、機、電一體化的高精密設(shè)備，它廣泛應(yīng)用于球機、云臺等產(chǎn)品中。一體化機芯的工作原理如下：圖像光線經(jīng)過一體機鏡頭進入圖像傳感器（sensor），圖像傳感器成像并輸出圖像信號進入圖像信號處理系統(tǒng)（ISP），圖像信號處理單元對信號經(jīng)過彩色插值、白平衡、圖像增強等處理，輸出標準的圖像信號格式。控制部分（MCU）根據(jù)ISP的聚焦統(tǒng)計判斷圖像是否清晰進而驅(qū)動電機帶動鏡頭變倍聚焦達到輸出清晰圖像。一體化機芯的基本原理框圖如圖1。

一體化機芯系統(tǒng)設(shè)計