Если много элементарных фотодиодов расположить близко друг возле друга в виде прямоугольной матрицы, то получится простейший пространственный оптический сенсор (image sensor). Современные видеодатчики содержат фоточувствительную матрицу с миллионами ячеек. Выходные сигналы от фотодиодов мультиплексируются для сокращения числа соединительных линий. Наиболее интеллектуальные датчики оснащаются формирователями видеосигналов PAL, NTSC, VGA, встроенным контроллером и даже собственной системой команд. Видеодатчик, по определению, переводит оптическое распределение яркости изображения в электрические сигналы. Поскольку изображение является функцией двух пространственных переменных, то для преобразования используют строчную и кадровую развёртки. Следует отличать поля и кадры. Один кадр (полное видимое изображение) состоит из чётного и нечётного полей (Рис.1).
Рис. 1. Временные диаграммы при чересстрочной телевизионной развёртке: полный цветовой телевизионный сигнал (VIDEO), комплексный синхросигнал (C+V), кадровый синхросигнал (V_SYNC), сигнал чётных/нечётных полей кадра (ODD/EVEN)
Обработка широкополосного видеосигнала в режиме реального времени обычному МК не под силу. Для этого требуются более высокие тактовые частоты и архитектурные надстройки, характерные для высокопроизводительных DSP. Однако М К может успешно оцифровывать отдельные телевизионные строки и вычислять среднюю освещённость в крупных блоках изображения. Чтобы это сделать, необходимо предварительно решить задачу выделения из телевизионного сигнала строчных и кадровых синхроимпульсов (Рис. 2, а...е).
Для сопряжения интеллектуальных видеодатчиков с МК используют цифровые последовательные и параллельные интерфейсы (Рис. 3, а...в). Подобная схемотехника характерна для видеокамер от сотовых телефонов, для охранных датчиков движения, для систем искусственного зрения роботов.
Рис. 2. Схемы выделения синхросигналов, поступающих от видеодатчиков
Рис. 3. Схемы подключения видеокамер к МК
Источник: 1000 и одна микроконтроллерная схема. С. М. Рюмик. Вып. 1
