空间光调制器控制器的制作方法
专利名称：空间光调制器控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于嵌入式控制领域，涉及一种空间光调制器控制器。
背景技术：
空间光调制器是一种能将信息加载于一维或两维的光学数据场上，以便有效的利用光的固有速度、并行性和互连能力的器件。这类器件可在随时间变化的电驱动信号或其他信号的控制下，改变空间上光分布的振幅或强度、相位、偏振态以及波长，或者把非相干光转化成相干光。由于它的这种性质，可作为实时光学信息处理、光计算和光学神经网络等系统中构造单元或关键的器件。而空间光调制器控制器则是对空间光调制器的控制硬件。目前，大部分是由个人电脑来作为空间光调制器的控制器，存在成本高、占地大的不足；同时，如果要对输入空间光调制器的图像、视频处理时，需要外置的处理模块来实现，系统的集成度不高。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种低成本、小型的空间光调制器的控制器。本实用新型是通过以下技术方案实现的一种空间光调制器控制器，包括图像/ 视频采集模块、预处理及控制模块、存储模块和传输模块。图像/视频采集模块采集到的图像或视频数据存储在存储模块中或者直接传送至预处理及控制模块。预处理及控制模块接收来自图像/视频采集模块的图像或视频数据，或者调用存储模块中的图像或视频数据， 然后对图像或视频数据进行预处理，之后将预处理完成后的图像或视频数据通过传输模块传送至空间光调制器或远程客户端。进一步，该图像/视频采集模块包括镜头、CXD传感器和A/D转换器，被拍物体通过镜头在CCD传感器上成像，然后通过A/D转换器将光学图像转换成数字图像信息，并传送至预处理及控制模块或者存储模块中。进一步，该预处理及控制模块包括一 ARM嵌入式芯片，该ARM嵌入式芯片读取存储模块中的图像或视频数据，并对图像或视频数据进行预处理。进一步，该预处理及控制模块还包括一 RS232串口或者USB接口，该ARM嵌入式芯片将调节空间光调制器的控制参数通过该RS232串口或者USB 口传送给空间光调制器。该存储模块包括Nandf lash、SDRAM、FLASH ROM和SD存储卡，其中，该预处理及控制模块预处理完成后的图像或视频数据可存储在SD存储卡中。该传输模块包括VGA接口或者DVI接口、以及以太网；该预处理及控制模块将预处理后的图像或视频数据通过VGA接口或DVI接口传送至空间光调制器，以及通过以太网传送至远程客户端。相对于现有技术，本实用新型的空间光调制器控制器体积小、集成度高，且成本低，可使空间光调制器的控制完全脱离于个人电脑。[0012]为了能更清晰的理解本实用新型，以下将结合附图说明阐述本实用新型的具体实施方式
。
图1是本实用新型空间光调制器控制器的结构框图。
具体实施方式
请参阅图1，其是本实用新型空间光调制器控制器的结构框图。该空间光调制器控制器100包括图像/视频采集模块110、预处理及控制模块120、存储模块130以及传输模块 140。由于空间光调制器仅能够对灰度图像、非彩色视频进行调制，因此预处理及控制模块120首先对来自图像/视频采集模块110或者存储模块130中的图像或视频数据进行处理，将彩色图像转换为灰度图像，然后对灰度图像进行进一步的预处理，例如放大、缩小、 旋转等。之后，将预处理完成后的图像通过传输模块140传送至空间光调制器，并调节控制器的控制参数，使空间光调制器完成对光线的调制工作。在单机模式下，预处理的图像、视频都可以在ARM嵌入式芯片控制下写入存储模块130中。具体地，该图像视频采集模块110包括镜头和图像采集电路。所述图像采集电路包括CCD传感器和A/D转换器，外界物体通过镜头在CCD传感器上成像，当图像/视频采集模块110接收到采集指令后，CCD传感器通过A/D转换器将光学图像转换成数字图像信息， 然后输送至视频预处理及控制模块120。该预处理及控制模块120包括一 ARM嵌入式芯片，以及一 RS232串口或者USB接口。该ARM嵌入式芯片读取图像或视频数据，然后完成图像彩色至灰度的转换，并对图像进行进一步的预处理。此外，该ARM嵌入式芯片还可以通过该RS232串口或者USB接口将调节空间光调制器的控制参数传送给空间光调制器，使其完成对光线的调节。该存储模块130包括Nandflash、SDRAM(同步动态随机存储器)、FLASH R0M(闪存)、SD存储卡(安全数字存储卡)。其中，Nandflash和SD存储卡主要存储ARM嵌入式芯片启动的程序及图像，及其视频预处理程序，且SD存储卡还可以用来存储该ARM嵌入式芯片预处理之后的图像或视频数据；SDRAM用以作为空间光调制器控制器运行时的随机存储器，存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序；FLASH ROM主要存储开发人员开发的程序或者文档，而FLASH ROM产生的一些重要文档或者程序也可选择转存至SD存储卡中。该传输模块140 包括 VGA (Video Graphics Array)接口或者 DVI (Digital Visual Interface)接口、以及以太网。ARM嵌入式芯片通过VGA接口或DVI接口将预处理后的图像数据传送至空间光调制器。ARM嵌入式芯片通过以太网将预处理后的图像数据传送至远程客户端。以下具体说明该空间光调制器控制器100的工作过程Sl 启动该空间光调制器控制器100 ；S2 当系统启动完毕后，在ARM嵌入式芯片的控制下，图像/视频采集模块110可以将采集到的图像视频数据送至预处理及控制模块120进行预处理。另外，预处理及控制模块120亦可从SD卡中读取指定图像或者视频数据至内存，并对图像或视频进行预处理。其中，对图像数据进行的预处理包括彩色图至灰度图的转换、图像显示的位置、图像的放大和缩小、图像旋转、对比度调节、亮度调节处理等；对于视频数据则调节视频的输出位置、视频显示的大小、对比度、亮度、Gamma校正处理等。在单机模式下，预处理完成后，可以通过指令将预处理之后的图像或视频数据存储在存储模块130中，以备下次使用或者其他用处。S3 预处理之后的图像或视频数据被传送至传输模块140，并通过该传输模块140 中的VGA接口或DVI接口将图像或视频数据传送至空间光调制器；S4 =ARM嵌入式芯片对空间光调制器调节的控制参数通过RS232接口或者USB接口传送至空间光调制器，使空间光调制器能够完成光线的相位、振幅等的调制工作。若在联网远程控制模式下，远程客户端可发出指令控制启动该空间光调制器控制器100 ；同样，预处理及控制模块120可以对来自图像/视频采集模块的图像或视频数据进行处理或者直接从存储模块中的SD卡中读取图像或视频数据并完成预处理；此时，可以通过指令将预处理之后的图像或视频数据传送至远程客户端；之后传输模块140将图像送至空间光调制器，并且该空间光调制器在ARM嵌入式系统芯片的控制之下完成对光线的调制工作。具体地，该预处理及控制模块120对图像的预处理算法具体为先将获取到的彩色图转换为灰度图，其转换关系为Gray = (RX 11+GX 16+BX5)/32，(式中Gray表示图像灰度值，R、G、B分别代表彩色图像的R、G、B分量)，然后利用灰度线性变换法来增强或者减弱图像的灰度。灰度线性变换的公式是g(x，y) = kf(x，y)+d，(式中f(x，y)为输入图像， g(x, y)为处理后的图像，k为从外部输入的控制参数)。1)当k > 1时，此时可用于增强图像的对比度，图像的像素值在变换后全部增大， 整体效果被增强。2) ^ k = 1时，可以调节图像亮度，这种情况下可以通过改变d的值达到增加或者减少图像亮度的目的。相对于现有技术，本实用新型的空间光调制器控制器体积小，集成度非常高，使用方便，且成本低，可使空间光调制器的控制完全脱离于个人电脑。本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。
权利要求1.一种空间光调制器控制器，其特征在于包括图像/视频采集模块、预处理及控制模块、存储模块和传输模块，图像/视频采集模块采集到的图像或视频数据存储在存储模块中或者直接传送至预处理及控制模块，预处理及控制模块接收来自图像/视频采集模块的图像或视频数据，或者调用存储模块中的图像或视频数据，然后对图像或视频数据进行预处理，之后将预处理完成后的图像或视频数据通过传输模块传送至空间光调制器或远程客户端。
2.根据权利要求1所述的空间光调制器控制器，其特征在于该图像/视频采集模块包括镜头、CCD传感器和A/D转换器，被拍物体通过镜头在CCD传感器上成像，然后通过A/ D转换器将光学图像转换成数字图像信息，并传送至预处理及控制模块或者存储模块中。
3.根据权利要求1所述的空间光调制器控制器，其特征在于该预处理及控制模块包括一 ARM嵌入式芯片，该ARM嵌入式芯片读取存储模块中的图像或视频数据，并对图像或视频数据进行预处理。
4.根据权利要求2所述的空间光调制器控制器，其特征在于该预处理及控制模块还包括一 RS232串口或USB接口，该ARM嵌入式芯片将调节空间光调制器的控制参数通过该 RS232串口或USB接口传送给空间光调制器。
5.根据权利要求1所述的空间光调制器控制器，其特征在于该存储模块包括 Nandflash, SDRAM、FLASH ROM和SD存储卡，其中，该预处理及控制模块预处理完成后的图像或视频数据可存储在SD存储卡中。
6.根据权利要求1所述的空间光调制器控制器，其特征在于该传输模块包括VGA接口或者DVI接口、以及以太网；该预处理及控制模块将预处理后的图像或视频数据通过VGA 接口或DVI接口传送至空间光调制器，以及通过以太网传送至远程客户端。
专利摘要本实用新型涉及一种空间光调制器控制器，包括图像/视频采集模块、预处理及控制模块、存储模块和传输模块。图像/视频采集模块采集到的图像或视频数据存储在存储模块中或者直接传送至预处理及控制模块。预处理及控制模块接收来自图像/视频采集模块的图像或视频数据，或者调用存储模块中的图像或视频数据，然后对图像或视频数据进行预处理，之后将预处理完成后的图像或视频数据通过传输模块传送至空间光调制器或远程客户端。相对于现有技术，本实用新型的空间光调制器控制器体积小、集成度高，且成本低。
文档编号G09G5/00GK202230718SQ20112023945
公开日2012年5月23日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者戴波, 李军, 梁展明, 石汉鑫 申请人:华南师范大学
技术领域：
本实用新型属于嵌入式控制领域，涉及一种空间光调制器控制器。
背景技术：
空间光调制器是一种能将信息加载于一维或两维的光学数据场上，以便有效的利用光的固有速度、并行性和互连能力的器件。这类器件可在随时间变化的电驱动信号或其他信号的控制下，改变空间上光分布的振幅或强度、相位、偏振态以及波长，或者把非相干光转化成相干光。由于它的这种性质，可作为实时光学信息处理、光计算和光学神经网络等系统中构造单元或关键的器件。而空间光调制器控制器则是对空间光调制器的控制硬件。目前，大部分是由个人电脑来作为空间光调制器的控制器，存在成本高、占地大的不足；同时，如果要对输入空间光调制器的图像、视频处理时，需要外置的处理模块来实现，系统的集成度不高。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种低成本、小型的空间光调制器的控制器。本实用新型是通过以下技术方案实现的一种空间光调制器控制器，包括图像/ 视频采集模块、预处理及控制模块、存储模块和传输模块。图像/视频采集模块采集到的图像或视频数据存储在存储模块中或者直接传送至预处理及控制模块。预处理及控制模块接收来自图像/视频采集模块的图像或视频数据，或者调用存储模块中的图像或视频数据， 然后对图像或视频数据进行预处理，之后将预处理完成后的图像或视频数据通过传输模块传送至空间光调制器或远程客户端。进一步，该图像/视频采集模块包括镜头、CXD传感器和A/D转换器，被拍物体通过镜头在CCD传感器上成像，然后通过A/D转换器将光学图像转换成数字图像信息，并传送至预处理及控制模块或者存储模块中。进一步，该预处理及控制模块包括一 ARM嵌入式芯片，该ARM嵌入式芯片读取存储模块中的图像或视频数据，并对图像或视频数据进行预处理。进一步，该预处理及控制模块还包括一 RS232串口或者USB接口，该ARM嵌入式芯片将调节空间光调制器的控制参数通过该RS232串口或者USB 口传送给空间光调制器。该存储模块包括Nandf lash、SDRAM、FLASH ROM和SD存储卡，其中，该预处理及控制模块预处理完成后的图像或视频数据可存储在SD存储卡中。该传输模块包括VGA接口或者DVI接口、以及以太网；该预处理及控制模块将预处理后的图像或视频数据通过VGA接口或DVI接口传送至空间光调制器，以及通过以太网传送至远程客户端。相对于现有技术，本实用新型的空间光调制器控制器体积小、集成度高，且成本低，可使空间光调制器的控制完全脱离于个人电脑。[0012]为了能更清晰的理解本实用新型，以下将结合附图说明阐述本实用新型的具体实施方式
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图1是本实用新型空间光调制器控制器的结构框图。
具体实施方式
请参阅图1，其是本实用新型空间光调制器控制器的结构框图。该空间光调制器控制器100包括图像/视频采集模块110、预处理及控制模块120、存储模块130以及传输模块 140。由于空间光调制器仅能够对灰度图像、非彩色视频进行调制，因此预处理及控制模块120首先对来自图像/视频采集模块110或者存储模块130中的图像或视频数据进行处理，将彩色图像转换为灰度图像，然后对灰度图像进行进一步的预处理，例如放大、缩小、 旋转等。之后，将预处理完成后的图像通过传输模块140传送至空间光调制器，并调节控制器的控制参数，使空间光调制器完成对光线的调制工作。在单机模式下，预处理的图像、视频都可以在ARM嵌入式芯片控制下写入存储模块130中。具体地，该图像视频采集模块110包括镜头和图像采集电路。所述图像采集电路包括CCD传感器和A/D转换器，外界物体通过镜头在CCD传感器上成像，当图像/视频采集模块110接收到采集指令后，CCD传感器通过A/D转换器将光学图像转换成数字图像信息， 然后输送至视频预处理及控制模块120。该预处理及控制模块120包括一 ARM嵌入式芯片，以及一 RS232串口或者USB接口。该ARM嵌入式芯片读取图像或视频数据，然后完成图像彩色至灰度的转换，并对图像进行进一步的预处理。此外，该ARM嵌入式芯片还可以通过该RS232串口或者USB接口将调节空间光调制器的控制参数传送给空间光调制器，使其完成对光线的调节。该存储模块130包括Nandflash、SDRAM(同步动态随机存储器)、FLASH R0M(闪存)、SD存储卡(安全数字存储卡)。其中，Nandflash和SD存储卡主要存储ARM嵌入式芯片启动的程序及图像，及其视频预处理程序，且SD存储卡还可以用来存储该ARM嵌入式芯片预处理之后的图像或视频数据；SDRAM用以作为空间光调制器控制器运行时的随机存储器，存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序；FLASH ROM主要存储开发人员开发的程序或者文档，而FLASH ROM产生的一些重要文档或者程序也可选择转存至SD存储卡中。该传输模块140 包括 VGA (Video Graphics Array)接口或者 DVI (Digital Visual Interface)接口、以及以太网。ARM嵌入式芯片通过VGA接口或DVI接口将预处理后的图像数据传送至空间光调制器。ARM嵌入式芯片通过以太网将预处理后的图像数据传送至远程客户端。以下具体说明该空间光调制器控制器100的工作过程Sl 启动该空间光调制器控制器100 ；S2 当系统启动完毕后，在ARM嵌入式芯片的控制下，图像/视频采集模块110可以将采集到的图像视频数据送至预处理及控制模块120进行预处理。另外，预处理及控制模块120亦可从SD卡中读取指定图像或者视频数据至内存，并对图像或视频进行预处理。其中，对图像数据进行的预处理包括彩色图至灰度图的转换、图像显示的位置、图像的放大和缩小、图像旋转、对比度调节、亮度调节处理等；对于视频数据则调节视频的输出位置、视频显示的大小、对比度、亮度、Gamma校正处理等。在单机模式下，预处理完成后，可以通过指令将预处理之后的图像或视频数据存储在存储模块130中，以备下次使用或者其他用处。S3 预处理之后的图像或视频数据被传送至传输模块140，并通过该传输模块140 中的VGA接口或DVI接口将图像或视频数据传送至空间光调制器；S4 =ARM嵌入式芯片对空间光调制器调节的控制参数通过RS232接口或者USB接口传送至空间光调制器，使空间光调制器能够完成光线的相位、振幅等的调制工作。若在联网远程控制模式下，远程客户端可发出指令控制启动该空间光调制器控制器100 ；同样，预处理及控制模块120可以对来自图像/视频采集模块的图像或视频数据进行处理或者直接从存储模块中的SD卡中读取图像或视频数据并完成预处理；此时，可以通过指令将预处理之后的图像或视频数据传送至远程客户端；之后传输模块140将图像送至空间光调制器，并且该空间光调制器在ARM嵌入式系统芯片的控制之下完成对光线的调制工作。具体地，该预处理及控制模块120对图像的预处理算法具体为先将获取到的彩色图转换为灰度图，其转换关系为Gray = (RX 11+GX 16+BX5)/32，(式中Gray表示图像灰度值，R、G、B分别代表彩色图像的R、G、B分量)，然后利用灰度线性变换法来增强或者减弱图像的灰度。灰度线性变换的公式是g(x，y) = kf(x，y)+d，(式中f(x，y)为输入图像， g(x, y)为处理后的图像，k为从外部输入的控制参数)。1)当k > 1时，此时可用于增强图像的对比度，图像的像素值在变换后全部增大， 整体效果被增强。2) ^ k = 1时，可以调节图像亮度，这种情况下可以通过改变d的值达到增加或者减少图像亮度的目的。相对于现有技术，本实用新型的空间光调制器控制器体积小，集成度非常高，使用方便，且成本低，可使空间光调制器的控制完全脱离于个人电脑。本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。
权利要求1.一种空间光调制器控制器，其特征在于包括图像/视频采集模块、预处理及控制模块、存储模块和传输模块，图像/视频采集模块采集到的图像或视频数据存储在存储模块中或者直接传送至预处理及控制模块，预处理及控制模块接收来自图像/视频采集模块的图像或视频数据，或者调用存储模块中的图像或视频数据，然后对图像或视频数据进行预处理，之后将预处理完成后的图像或视频数据通过传输模块传送至空间光调制器或远程客户端。
2.根据权利要求1所述的空间光调制器控制器，其特征在于该图像/视频采集模块包括镜头、CCD传感器和A/D转换器，被拍物体通过镜头在CCD传感器上成像，然后通过A/ D转换器将光学图像转换成数字图像信息，并传送至预处理及控制模块或者存储模块中。
3.根据权利要求1所述的空间光调制器控制器，其特征在于该预处理及控制模块包括一 ARM嵌入式芯片，该ARM嵌入式芯片读取存储模块中的图像或视频数据，并对图像或视频数据进行预处理。
4.根据权利要求2所述的空间光调制器控制器，其特征在于该预处理及控制模块还包括一 RS232串口或USB接口，该ARM嵌入式芯片将调节空间光调制器的控制参数通过该 RS232串口或USB接口传送给空间光调制器。
5.根据权利要求1所述的空间光调制器控制器，其特征在于该存储模块包括 Nandflash, SDRAM、FLASH ROM和SD存储卡，其中，该预处理及控制模块预处理完成后的图像或视频数据可存储在SD存储卡中。
6.根据权利要求1所述的空间光调制器控制器，其特征在于该传输模块包括VGA接口或者DVI接口、以及以太网；该预处理及控制模块将预处理后的图像或视频数据通过VGA 接口或DVI接口传送至空间光调制器，以及通过以太网传送至远程客户端。
专利摘要本实用新型涉及一种空间光调制器控制器，包括图像/视频采集模块、预处理及控制模块、存储模块和传输模块。图像/视频采集模块采集到的图像或视频数据存储在存储模块中或者直接传送至预处理及控制模块。预处理及控制模块接收来自图像/视频采集模块的图像或视频数据，或者调用存储模块中的图像或视频数据，然后对图像或视频数据进行预处理，之后将预处理完成后的图像或视频数据通过传输模块传送至空间光调制器或远程客户端。相对于现有技术，本实用新型的空间光调制器控制器体积小、集成度高，且成本低。
文档编号G09G5/00GK202230718SQ20112023945
公开日2012年5月23日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者戴波, 李军, 梁展明, 石汉鑫 申请人:华南师范大学
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