CMOS圖像傳感器與CCD相比，由于能將時序處理電路和圖像信號的前端放大與數字化部分集成于一個芯片內，因此，他的發展一直受到業界的高度重視。現在，隨著技術與工藝的發展，CMOS圖像傳感器不僅在噪聲上得到了有效改善，而且分辨率也已得到了明顯提高。一般的彩色CMOS圖像傳感器都能達到幾十萬象素，好的CMOS圖像傳感器甚至能達到300萬象素以上。因此，CMOS圖像傳感器將以其低廉的價格、實用的圖像質量、高集成度和相對較少的功耗，在視頻監控、多媒體領域得到更加廣泛的應用。

　　1 0V7648的基本結構

　　OV7648是美國OmniVision公司開發的CMOS彩色圖像傳感器芯片，該芯片將CMOS光感應核與外圍支持電路集成在一起，具有可編程控制與視頻模／數混合輸出等功能，該芯片運用專有的傳感器技術，能夠消除普通的光電干擾，例如噪聲、燈光閃爍等，輸出清晰、穩定的彩色圖像。其性能特點有：

(1)單芯片1／4尺寸。
(2)2．5V操作電壓。
(3)I'C控制，標準SCCB接口。
(4)開窗功能，局部圖像輸出。
(5)視頻信號輸出：RGB／RawRGB／YUV／YCbCr。
(6)自動曝光控制／自動白平衡／自動增益控制／自動亮度控制。
(7)圖像質量控制，包括顏色飽和度、銳度、伽馬校正等。

　　圖1是OV7648的基本結構圖。

     　圖像象素陣列 OV7648具有640X480的象素陣列大小，即307 200象素。還有12列、6行可供選擇。

　　時序發生器 控制以下功能：象素陣列控制和幀產生(VAG，QVGA輸出)；內部時鐘信號產生和分配；幀率時序；自動曝光控制；外部時序(垂直同步信號VSYNC，水平參考信號HREF和象素時鐘PCLK)輸出以便外部電路讀取圖像。

　　模擬信號處理模塊 自動增益控制；自動白平衡；圖像質量(顏色飽和度、銳度、色調、伽馬等)控制。

　　A／D轉換 經過模擬處理模塊后，數據通過多路轉換開關分兩路進行A／D轉換，轉換速率為12MHz，與象素速率完全同步。

　　輸出格式控制 發送圖像前，控制輸出數據格式。

　　數字視頻端口 增加驅動電流和調節負荷。

　　SCCB接口 OV7648的寄存器和許多功能通過

　　SCCB高速串行接口(SIOC，SIOD)進行操作，包括曝光控制、白平衡、增益、飽和度等。

　　2.0V7648的編程功能

　　OV7648具有豐富的編程控制功能，其圖像幀頻、曝光時間、增益控制、伽馬校正等均可通過對芯片內部寄存器的讀寫進行設置。芯片內共有128個寄存器，其中82個廠家保留，5個只讀，包括產品ID、制造商ID等，余下的41個由用戶根據需要通過SCCB接口設置，是可讀寫的。由于寄存器的數目多，下面對這41個寄存器做簡要介紹。

　　地址號為oo的寄存器為增益控制，如果AGC(自動增益控制)允許，內部控制電路將最佳增益存儲在該寄存器中。如果AGC禁止，寄存器存儲缺省值00。

　　地址號為01，02，05的寄存器為白平衡控制，分別存儲白平衡控制的當前藍通道、紅通道設置值和藍／紅通道前端放大增益設置值。

　　地址號為7E，7F，80的寄存器為曝光控制，分別對應Y／G，R／V，B／U通道。

　　地址號為24的寄存器是AGC／AEC穩態操作的上限，缺省值是10；地址號為25的寄存器是AGC／AEC穩態操作的下限，缺省值是8A。 地址號為03，04的寄存器控制圖像格式。 地址號為11，lB，2B，72，?3的寄存器控制數據格式，可對象素、幀率等進行設置。

　　地址號為06的寄存器進行亮度設置。

　　地址號為10的寄存器控制曝光值。

　　地址號為17，18，19，lA，1F，2A的寄存器控制輸出格式，包括水平幀率、垂直幀率、RGB格式等。

　　地址號為6C，6D，6E的寄存器補償R，G，B通道的色度亮度干擾。

　　地址號為12，13等14個寄存器為雜項控制寄存器，負責設置伽馬校正、圖像象素、白平衡、曝光、背景光補償、圖像銳化等功能。

　　3 數字圖像的輸出
　　，
　　OV7648的數據輸出格式是Bayer原始數據輸出格式。其一般格式為：
奇數掃描行 RGRG……
偶數掃描行 GBGB……

　　根據人眼對彩色的響應帶寬不高的大面積著色特點，每個象素沒有必要同時輸出3種顏色。因此，數據采樣時，奇數掃描行的第1，2，3，4，…象素分別采樣和輸出R，G，R，G，…數據；偶數掃描行的第1，2，3，4，…象素分別采樣和輸出G，B，G，B，…數據。在實際處理時，每個象素的R，G，B信號由象素本身輸出的某一種顏色信號和相鄰象素輸出的其他顏色信號構成。這種采樣方式在基本不降低圖像質量的同時，可以將采樣頻率降低60％以上。圖2是OV7648的RGB565的輸出時序圖。
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