隨著科學(xué)研究對(duì)圖像采集的要求日益提高，對(duì)號(hào)碼圖像采集系統(tǒng)的存儲(chǔ)量、速度都提出了越來越高的技術(shù)要求。為了實(shí)現(xiàn)號(hào)碼圖像的自動(dòng)讀取， 以前采用CCD圖像傳感器加顯示器推出新型高集成視頻解碼/解交織和縮放系統(tǒng)方案。視頻解碼芯片SA7113實(shí)現(xiàn)號(hào)碼圖像的采集，經(jīng)過數(shù)據(jù)緩存器FIFO后存入外擴(kuò)的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中， 圖像的截取是通過可編程邏輯器件CPLD來實(shí)現(xiàn)的［1］［2］。雖然該種方法實(shí)現(xiàn)了圖像的截取，但硬件電路復(fù)雜，增加了設(shè)計(jì)成本。本文使用的信號(hào)處理器TMS320VC5416的片上程序存儲(chǔ)器ROM為16K，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM為128K，而一幅640*480的灰度圖像就有300K左右，顯然處理器的存儲(chǔ)容量不夠。因此本文針對(duì)這種情況采用具有圖像截取功能的CMOS數(shù)字圖像傳感器OV7620，取代CCD模擬傳感器加視頻解碼芯片SA7113，簡(jiǎn)化了硬件電路，解決了信號(hào)處理器TMS320VC5416的存儲(chǔ)容量有限的問題。
　　2系統(tǒng)采集方案的確定
　　號(hào)碼圖像采集的方法有一種是采用CCD圖像傳感器加視頻解碼芯片，從CCD攝像頭出來的視頻模擬信號(hào)需經(jīng)過視頻解碼器轉(zhuǎn)換為視頻數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO緩存，最后通過可編程邏輯器件CPLD進(jìn)行圖像截取才能進(jìn)入信號(hào)處理器（DSP）處理。由于DSP的控制能力比較差，本身的通用I/O口少，而對(duì)視頻解碼器的控制是通過內(nèi)置的I2C總線來實(shí)現(xiàn)的。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻解碼器的控制，I2C總線是用單片機(jī)的P1口模擬完成對(duì)視頻解碼器的初始化，雖然這種方案實(shí)現(xiàn)了號(hào)碼采集，但硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
　　TMS320VC5416最大允許訪問的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間為128K，而一幅640*480的灰度圖像就需要大約300K的存儲(chǔ)空間，因此系統(tǒng)針對(duì)信號(hào)處理器的TMS320VC5416存儲(chǔ)容量有限的特點(diǎn)，選擇了內(nèi)部集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D且具有圖像開窗功能的CMOS圖像傳感器OV7620。這種傳感器具有內(nèi)部默認(rèn)工作模式和I2C總線模式，為實(shí)現(xiàn)圖像截取功能，將TMS320VC5416的主機(jī)接口HPI改為通用I/O口，分別用HD2和HD3模擬I2C總線的數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL進(jìn)行I2C總線的設(shè)置。通過設(shè)置OV7620內(nèi)部各個(gè)寄存器實(shí)現(xiàn)開窗等
　　一系列功能，將感興趣的圖像截取出來，數(shù)據(jù)輸出只采集OV7620低8位（Y7-Y0）亮度數(shù)據(jù)，減少了TMS320VC5416的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量和處理量，節(jié)省了TMS320VC5416的存儲(chǔ)空間。
　　3 采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
　　3.1號(hào)碼圖像采集系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
　　如圖1所示，該號(hào)碼圖像采集系統(tǒng)是由CMOS圖像傳感器OV7620，信號(hào)處理器TMS320VC5416及數(shù)據(jù)隔離器74LVCH16245A三部分組成。
　　
　　這里主要介紹圖像傳感器的確定和圖像采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程，系統(tǒng)采用CMOS數(shù)字圖像傳感器OV7620采集水表號(hào)碼，存入TMS320VC5416內(nèi)部的RAM中，在OV7620與TMS320VC5416之間采用菲利普公司的74LVCH16245A作為數(shù)據(jù)隔離芯片。用TMS320VC5416的HD2和HD3分別模擬數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL， 即在硬件電路上保證圖像傳感器工作在I2C總線格式，在軟件上系統(tǒng)將TMS320VC5416的HP0改為通用I/O口作為水表號(hào)碼采集的使能。當(dāng)/1OE為低電平時(shí)，74LVCH16245A將數(shù)據(jù)通道打開，TMS320VC5416開始接收數(shù)據(jù)從而系統(tǒng)完成水表號(hào)碼的采集工作。