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双目立体视觉是当前计算机视觉领域中的重要研究内容；随着基于CMOS图像传感器网络摄像头生产成本的不断降低，用两个CMOS图像传感器网络摄像头构造立体视觉系统成为可能；系统的研究将进一步促进人机交互系统、计算机3D显示以及互动式游戏等方面的发展；因此对双CMOS图像传感器3D视觉图像数据采集系统的研究具有重要的理论现实意义和实用价值，并拥有广阔的应用前景。双CMOS图像传感器3D视觉图像数据采集系统在图像采集时一般采用的方法是用两个CMOS图像传感器从不同角度同时获取目标对象的两组数字图像数据，然后在显示时基于视差原理，恢复出目标物体的三维空间信息。本文通过分析总结国内外立体视觉研究工作的成果，结合实际应用中的需求，着重探讨基于CMOS图像传感器3D视觉图像数据采集系统设计的关键技术，主要内容如下：分析对比了CCD器件和CMOS图像传感器的特点，在立体成像原理的基础上提出基于双CMOS图像传感器3D视觉图像数据采集系统整体设计方案：CPLD+DSP (JPEG压缩芯片)+双CMOS传感器的立体视觉图像采集处理系统，并对该方案进行了软件和硬件的详细系统分析、设计和实现。关键技术之一是3D立体视差图像信号的实时获取，即通过可编程逻辑处理芯片（CPLD）将两个图像传感器得到的两路图像信号进行取舍、插值等运算后合成为一路具有3D立体视差的图像信号；为了减少冗余图像数据，减少传输开销，采用数字图像处理芯片（DSP）对合成后具有3D立体视差的图像信号进行高速实时压缩等处理。分析并提出了减少双CMOS图像传感器3D视觉图像水平误差的方法，改善了3D视差图像显示的立体效果。