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在现代测量和检测领域,基于图像法的自动检测系统得到了越来越广泛的应用.图像采集卡作为图像法获取信息的重要手段和基础器件,能够实现图像信息的采集、处理和视觉功能的扩展,是图像法测量和图像信息获取系统中的关键技术单元之一.该文在对国内外图像采集和处理技术的应用现状和发展趋势进行了系统分析的基础上,针对高速图像采集时存在的模数转换速率高、数据量大、运算复杂等问题,采用了现场可编程门阵列器件(Field Programmable Gate Array,FPGA)和数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP),实现了图像的高速采集和处理.具体研究内容和方法如下:首先,对标准视频信号格式进行深入分析,设计了基于高速A/D和FPGA的图像采集卡,其中,模数转换器速率为40MSPS,FPGA的工作频率为70MHz,并针对影响高速图像采集的若干因素,提出了改善措施和方法;其次,设计了视频放大电路和视频分离电路,对视频信号进行预处理,运用锁相环设计了同步信号发生器电路,解决了系统的同步问题;在行、场同步信号、A/D转换器和帧存储体之间的固有逻辑关系的基础上,采用硬件描述语言编制了图像采样、存储控制程序;再次,选用了5000系列的低功耗数字信号处理器,设计了图像处理电路;并以图像的边缘检测为例,采用Sobel算子实现了图像的边缘检测;最后,对高速电路板的布局和抗干扰技术进行了详尽的分析,讨论了高速电路板设计应遵循的一些基本要求;并对整个系统进行调试、实验,对硬件电路和图像处理的结果予以验证;综上所述,该课题采用FPGA和DSP完成了高速图像采集卡的研制,对相关的图像采集技术进行了有益的探索,并为高速图像采集卡各项功能的进一步扩展奠定了基础.