针对太阳自适应光学系统中波前传感器对高帧频、高分辨率、大靶面波前探测器的需求,本文利用美国MICRON公司生产的MI-MV13CMOS图像传感器设计和实现了一个基于CMOS图像传感器的高帧频相机,设计了图像传感器的控制电路、输出电路和外围电路,并对相机的成像效果进行了分析。相机的成像靶面像元素可进行在线调整,当时钟频率为40MHz,靶面为128×128时,帧频可达到2350fps。

针对高帧频彩色CMOS图像传感器在机器视觉高速成像领域中的应用，本文介绍利用高性能可编程逻辑器件FPGA实现CMOS图像传感器MI-MV13的高速驱动时序的设计，并且在FPGA内部设计了高速FIFO缓存器和双口RAM来完成Bayer彩色阵列图像数据的实时同步转换输出RGB彩色分量。最终由2片专用DVI接口集成芯片SiI178实现了DVI-I Dual Link模式的高帧频高分辨率彩色图像输出，DVI接口方便显示终端和高速存储设备链接。该相机系统具有集成度高、低功耗、接口通用紧凑、传输带宽高的优点。

针对高帧频数字摄像机没有模拟输出，不能在普通的视频监视器上显示的问题，研究设计了一种用于高帧频数字摄像机的实时显示系统。利用FPGA实现相应的转换控制，实现方法是将数字摄像机输出的图像数据，首先进行Camera Link标准到TTL标准的转换，转换后的数据存储在FPGA中的双端口存储器中。然后对存储器中的图像数据按一定标准进行读取，并经过数／模转换产生模拟信号，叠加符合国家标准的视频同步信号，最后转换成为标准视频信号，可在普通监视器上显示图像。另外变换后的信号有利于远距离传输，并且可使系统调光时采用普通视频信号检测。采用此种小型系统能使非标准摄像机应用得到进一步扩展。