基于CMOS圖像傳感器OV7720的網絡攝像機設計

0 引言
CCD和CMOS圖像傳感器作為固體圖像傳感器領域的競爭對手，在性能表現上各有優劣。相較于CCD圖像傳感器，CMOS圖像傳感器的功耗低，結構簡單，集成度高，體積小，成本低，這就使產品的便攜性和可靠性得以極大的提高。由于CMOS圖像傳感器的內部結構，使其具有高抗輻照和強抗干擾能力，因此在圖像傳感器、天文觀測、小衛星、星敏感器等應用領域表現極大的應用潛力。另外，基于CMOS圖像傳感器的加工工藝，可以較容易地制造出大面陣的CMOS體傳感器器件，更加擴展了CMOS圖像傳感器的應用范圍。
網絡攝像機具有聯網功能，又最大限度地保持了模擬攝像機的功能，無疑是監控領域的新星。網絡攝像機一般使用成品CCD攝像頭做視頻捕捉前端，CCD攝像頭在硬件成本中占了很大的分量，且CCD攝像頭輸出的是模擬信號，系統中必須加視頻A／D轉換器。開發用于網絡攝像機的CMOS攝像頭對降低設計成本和復雜度有重要意義。

1 圖像采集系統采用的芯片介紹
1．1 圖像傳感器OV7720
OV7720是一個高集成度的CMOS Camera Chip傳感器，在單芯片上提供了VGA圖像處理器的全部功能。OV7720的一個獨特性能就是有很大的主光線角度，它能顯著減小模塊高度，而高度是讓相機能夠裝配進當前超薄筆記本電腦的關鍵因素；OV7720的第二大亮點是能夠工作在60f ／s的VGA模式下，或工作在120 f／s的QVGA模式下實現設備的最佳性能。OV7720內部集成了對圖像傳感器的完善控制，包括曝光控制、伽馬校正、白平衡、色彩飽和以及色調控制，所有的圖像處理功能都可以通過它的串行相機控制總線(SCCB)接口實現對內部控制寄存器組的編程。OV7720采用專有傳感器技術來提高圖像質量，并通過減少或消除諸如固定圖案噪聲、拖尾和浮散等不良因素來產生明晰、純凈和完全穩定的彩色圖像，其主要技術參數如表1所示。

1．2 相機控制芯片OV529
OV529是一種相機控制芯片，它可以將來自圖像傳感器(例如OV7720)的信號轉換成壓縮圖像格式的數據。圖1給出了OV529與傳感器、主機以及E2PROM之間連接的邏輯關系。該芯片具有的技術特征是：可用于移動PDA系統、筆記本電腦中低成本、低功耗、高分辨率的單片相機控制器；不需要附加DRAM；有8位并行相機芯片數據接口；內建采樣電路、箝位電路和窗口電路；可用于VGA，CIF，SIF，QCIF，160×128，160×120，128×128，80×64以及更多的圖像分辨率；內建彩色轉換電路可用于4 b／8 b灰度，16 b YUV，12 b／16 b／24b RGB圖像預覽；有串行相機控制總線、內置微控制器、可選的串行E2PROM存儲器、通用I／O引腳和2個主機接口(RS 232，5wire)等。