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目前用于图像采集与传输的摄像头正朝着高速度、高分辨率、高画质的方向发展。这一发展趋势大大的增加了每帧图像的数据量，同时对图像传输速度的要求也提高了。而USB2.0接口的理论传输速度达到了480Mb/s，符合图像高速传输的需求，故本文采用USB2.0接口进行图像传输。在完成图像传输之后，用于显示的图像质量好坏与自动曝光算法、自动白平衡算法和光照不均匀校正算法直接相关。文中对许多经典的曝光算法、白平衡算法和光照不均匀校正算法进行了研究，并结合其优点提出了符合视频图像高速、高实时性传输的光照不均匀校正算法、自动曝光算法和自动白平衡算法。本文首先论述了USB2.0高分辨率摄像头系统的整体设计方案，然后分别对图像传感器模块、USB2.0接口控制芯片模块、基于DirectShow的应用程序模块、图像处理算法等模块进行了深入研究。该系统通过CMOS图像传感器MT9P031将采集到的图像数据发送给Cypress公司的USB2.0接口芯片Cy7c68013a，USB2.0接口芯片再通过批量传输模式将图像数据传输给PC机的驱动程序，最终通过驱动程序将图像数据发送给AMCAP应用程序进行图像预览，并且在应用程序中嵌入了自动曝光算法、自动白平衡算法、光照不均匀校正算法。应用程序可以向USB2.0接口芯片发送更改摄像头属性的命令，该命令通过USB控制传输模式下发给USB2.0接口芯片,然后芯片通过读写图像传感器的I2C接口来配置相关寄存器，从而达到改变图像属性的目的，使输出图像满足用户需求。在文章的最后对本系统进行了总结和展望。经实验表明，设计的高分辨率摄像头系统能完成图像数据的高速传输以及实时显示，各算法模块和驱动模块性能均达到设计要求。