3D图像传感器是获取3D视频的主要器件,它仿生人眼立体视觉功能,可同步采集左右眼视频图像。为应对裸眼3D技术的产业化需求,南昌大学课题组以微型仿生3D传感器为攻关方向,重点研究3D视频的同步采集、视频合成、像素重配技术,以期攻克至关重要的3D视频获取瓶颈技术。本文以多目3D图像传感器为研究对象,重点研究多组3D传感器同步采集的FPGA硬件逻辑方法,并解决多组3D传感器左右眼视频的单帧合成算法。本论文主要完成的工作有:(1)分析多目3D视觉传感器图像数据同步采集、传输的技术要求,初步规划了双3D图像传感器的帧合成模式,以1920×1080帧像素分辨率分割为4个大小一致的子窗分别放置左右眼图像。在接收端解码时可根据视窗数分别提取出配对的左右眼图像传输至裸眼3D屏的亚屏幕区域。即双3D图像传感器的输出信号为四窗同帧(也可以定义为四目同帧)的数字视频。同理可研制四组3D图像传感器,使用八窗同帧的数字视频作为输出。(2)构建了双3D图像传感器的FPGA组成结构,能够实现四路视频图像同步采集、传输。通过FPGA芯片同步配置四个CMOS图像传感器采集视频图像数据,以四窗同帧数字视频作为输出,并传输至VGA显示器和液晶屏实时监控图像。(3)运用硬件描述语言编写四目两组3D图像传感器同步配置、采集、显示视频图像的逻辑代码。通过逻辑算法完成视频图像数据的采集和拼接控制,把采集到的四路视频图像按四窗同帧的视频格式进行输出和显示。(4)系统的仿真与验证。使用Signal TapII逻辑分析仪完成时序波形仿真,然后将代码编译成工程文件后下载至系统板,并外接VGA显示器来监控多目3D传感器的输出。最后通过屏显图像证实了多目传感器采集的逻辑正确性。论文研究结果表明,研制的多目3D视觉传感器的逻辑算法可行,系统能可靠采集和传输多目视频图像,并能按四窗同帧的视频格式输出与显示。