專利名稱：基于嵌入式系統(tǒng)的多路圖像采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于嵌入式技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)的多路圖像采集方法。
技術(shù)背景在場景比較復(fù)雜，或者場景較大的情況下進行圖像采集或監(jiān)控時，通常需要多角度、 多方位的拍攝，如交通違規(guī)監(jiān)控，包括對車輛逆向行駛、違規(guī)停放車輛、駕駛摩托車不戴 安全頭盔、車輛超載等交通違'規(guī)行為進行監(jiān)控；同樣，大型的商場超市人員流動比較頻繁， 商家為了方便顧客購買，通常都采用開放式柜臺，顧客可以自由的選購商品。因此，全方 位防范系統(tǒng)對于大型的商場超市是十分必要的。然而，單個攝像頭或攝像機的視角比較小 (通常小于90度)，難以滿足拍攝的要求，因此常需要多個圖像采集設(shè)備。目前的多路圖 像采集系統(tǒng)主要采用多通道圖像處理器和通用計算機結(jié)合實現(xiàn)。如公開號為CN1397888的中國專利"多通道圖像處理器及使用多通道圖像處理器的安 全系統(tǒng)"，該安全系統(tǒng)具有1、多通道圖像處理器，用于選擇接收經(jīng)多個輸入通道發(fā)送的 圖像信號并輸出該圖像信號；2、用戶計算機，經(jīng)通信接口與多通道圖像處理器連接，提 供用于顯示所發(fā)送圖像信號的主圖像顯示窗口和用于顯示用來選擇要組合顯示在主幀上 的模式的鍵的操縱鍵窗口，及根據(jù)選擇鍵使多通道圖像驅(qū)動器進行處理。又如公開號為CN1378383的中國專利"同屏幕實時顯示多路圖像的數(shù)字控制方法及系 統(tǒng)"，包括一個顯示器和多個攝像機，其方法包括由同步信號發(fā)生電路發(fā)生并送出不少于 兩路的、同相位的攝像機同步信號至各攝像機等步驟，其系統(tǒng)還包括控制器、控制邏輯產(chǎn) 生電路及視頻合成電路等裝置。但是，現(xiàn)有的多路圖像采集系統(tǒng)，包括上述公開的多路圖像采集系統(tǒng)需要使用多通道 圖像處理器和通用計算機結(jié)合實現(xiàn)，雖然有較高的計算處理能力，但系統(tǒng)復(fù)雜，存在功耗 高，不適用于要求體積小、重量輕、功耗低、智能控制的場合，同時成本也比較高。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種功耗較低、體積小、結(jié)構(gòu) 簡單的基于嵌入式系統(tǒng)的多路圖像采集方法，以及按此方法設(shè)計的系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 一種基于嵌入式系統(tǒng)的多路圖像采集方法，其特征在于: 在圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器的攝像頭接口之間設(shè)置信號選擇器，通過信號選擇器控制 嵌入式處理器的攝像頭接口與圖像采集設(shè)備的連通和斷開；嵌入式處理器通過以下步驟控 制信號選擇器，每次只允許一個圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器的攝像頭接口連通以進行圖 像采集(a) 嵌入式處理器運行圖像采集程序，設(shè)定采集順序；(b) 嵌入式處理器按照步驟(a)中設(shè)定的采集順序，選定一個圖像采集設(shè)備，并向該圖像采集設(shè)備對應(yīng)的信號選擇器發(fā)送開啟信號，使該圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器的攝像頭接口處于連通狀態(tài)；(c) 嵌入式處理器的攝像頭接口與圖像采集設(shè)備連通后，嵌入式處理器從當前連通的 圖像采集設(shè)備采集數(shù)據(jù)并進行處理和保存；(d) 嵌入式處理器向當前連通的圖像采集設(shè)備發(fā)送關(guān)閉指令，使對應(yīng)的圖像采集設(shè)備 關(guān)閉，并向開啟的信號選擇器發(fā)送關(guān)閉信號，使之與嵌入式處理器的攝像頭接口處于斷開 狀態(tài)；(e) 返回執(zhí)行步驟(b)。 其中步驟(c)具體包括以下步驟(Cl)圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器連通后，將當前連接的圖像采集設(shè)備初始化； (C2)嵌入式處理器對攝像頭接口進行配置，申請系統(tǒng)資源，并設(shè)置采集次數(shù)；(c3)嵌入式處理器開啟圖像采集設(shè)備，使之捕獲視頻數(shù)據(jù)并從該圖像采集設(shè)備讀取 圖像數(shù)據(jù)到內(nèi)存，進行處理；(c4)嵌入式處理器判斷是否達到采集次數(shù)，若達到采集次數(shù)則返回執(zhí)行步驟(c3)， 達到采集次數(shù)則執(zhí)行步驟(d)。進一步，當信號選擇器需要的控制信號比較多時，還可以設(shè)置譯碼器，嵌入式處理器 通過譯碼器選通或者關(guān)閉信號選擇器。使用少量信號控制譯碼器可以控制多個信號選擇 器。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、 利用嵌入式處理器的攝像頭接口，通過程序?qū)崿F(xiàn)多路圖像的自動采集；2、 采用主頻較高的嵌入式處理器可實現(xiàn)圖像的快速采集和處理，例如PXA27x的主頻 可達520M,最高處理速度為624MHZ;3、 具有功耗低、實時性強、微型化等特點，可以靈活配置，同時成本低廉；4、 軟件代碼小，硬件結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定。


圖l是本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明系統(tǒng)工作流程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。一種基于嵌入式系統(tǒng)的多路圖像采集方法，在圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器的攝像頭 接口之間設(shè)置信號選擇器，通過信號選擇器控制嵌入式處理器的攝像頭接口與圖像采集設(shè) 備的連通和斷開；嵌入式處理器通過以下步驟控制信號選擇器，每次只允許一個圖像采集 設(shè)備與嵌入式處理器的攝像頭接口連通以進行圖像采集(如圖3所示)-(a) 嵌入式處理器運行圖像采集程序，設(shè)定采集順序；(b) 嵌入式處理器按照步驟(a)中設(shè)定的采集順序，選定一個圖像采集設(shè)備，并向 該圖像采集設(shè)備對應(yīng)的信號選擇器發(fā)送開啟信號，使該圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器的攝 像頭接口處于連通狀態(tài)；(c) 嵌入式處理器的攝像頭接口與圖像采集設(shè)備連通后，嵌入式處理器從當前連通的 圖像采集設(shè)備采集數(shù)據(jù)并進行處理和保存；(d) 嵌入式處理器向當前連通的圖像采集設(shè)備發(fā)送關(guān)閉指令，使對應(yīng)的圖像采集設(shè)備 關(guān)閉，并向開啟的信號選擇器發(fā)送關(guān)閉信號，使之與嵌入式處理器的攝像頭接口處于斷開 狀態(tài)；(e) 返回執(zhí)行步驟(b)。實施例1參見圖1，嵌入式處理器選用S3C2440A (1)，圖像采集設(shè)備選用4個0V9650 攝像頭模組(31、 32、 33、 34)，信號選擇器選用4個總線開關(guān)FSTD16450 (41、 42、 43、 44)，它是可配置成4 20位可選的電平移位式總線開關(guān)，本實施例選用20位配置組合輸 入/輸出工作模式。在每一個0V9650攝像頭模組與S3C2440A (1)之間分別連接一個總線 開關(guān)FSTD16450來控制兩者的連通和斷開，并執(zhí)行以下步驟實現(xiàn)四路圖像依次采集處理(參 見圖3):(a)在S3C2440A(1)中運行圖像采集程序，設(shè)定采集順序為OV9650攝像頭模組(31)、 0V9650攝像頭模組(32)、 OV9650攝像頭模組(33)、 0V9650攝像頭模組(34)依次循環(huán) 采集；(b)由S3C2440A(1)向總線開關(guān)FSTD16450(41)發(fā)出開啟信號，使總線開關(guān)FSTD16450(41) 處于導(dǎo)通狀態(tài)，OV9650攝像頭模組(31)與S3C2440A (1)連通；(cl) S3C2440A (1)將OV9650攝像頭模組(31)初始化，設(shè)定采集次數(shù)i二100;(c2) S3C2440A (1)開啟0V9650攝像頭模組(31)，使之捕獲視頻數(shù)據(jù)，S3C2440A (1)從OV9650攝像頭模組(31)讀取數(shù)據(jù)，并進行處理、保存，同時令1=1-1;(c3) S3C2440A (1)判斷i是否等于0， i不等于0時說明設(shè)定的采集次數(shù)未完成， 則返回執(zhí)行步驟(c2)，繼續(xù)從0V9650攝像頭模組(31)采集數(shù)據(jù)；如果i等于0，則執(zhí) 行步驟(d);(d) S3C2440A (1)將0V9650攝像頭模組(31)關(guān)閉，停止視頻捕獲和數(shù)據(jù)采集；并 向當前開啟的總線開關(guān)FSTD16450 (41)發(fā)送關(guān)閉信號，使對應(yīng)的OV9650攝像頭模組(31) 與嵌入式處理器(1)處于斷開狀態(tài)；(e) 由S3C2440A(1)向總線開關(guān)FSTD16450(42)發(fā)出開啟信號，使總線開關(guān)FSTD16450(42) 處于導(dǎo)通狀態(tài)，OV9650攝像頭模組(32)與S3C2440A (1)連通；(n) S3C2440A (1)將OV9650攝像頭模組(32)初始化，設(shè)定采集次數(shù)i，不妨令i =100;(f2) S3C2440A (1)開啟OV9650攝像頭模組(32)，使之捕獲視頻數(shù)據(jù)，S3C2440A (1)從OV9650攝像頭模組(32)讀取數(shù)據(jù)，并進行處理、保存，同時令i^-l;(f3) S3C2440A (1)判斷i是否等于0， i不等于0時即說明預(yù)定的采集次數(shù)未完成， 則返回執(zhí)行步驟(f2)，繼續(xù)從0V9650攝像頭模組(32)采集數(shù)據(jù)；如果i等于0，則執(zhí) 行步驟(g);(g) S3C2440A (1)將OV9650攝像頭模組(32)關(guān)閉，停止視頻捕獲和數(shù)據(jù)采集；并 向當前開啟的總線開關(guān)FSTD16450 (42)發(fā)送關(guān)閉信號，使對應(yīng)的OV9650攝像頭模組(32) 與嵌入式處理器(1)處于斷開狀態(tài)；(h) 由S3C2440A (1)向總線開關(guān)FSTD16450 (43)發(fā)出開啟信號…………依次類推，按照在步驟(a)中預(yù)設(shè)的順序，通過總線開關(guān)FSTD16450，每次使一 個0V9650攝像頭模組與S3C2440A (1)連通，采集和處理每個OV9650攝像頭模組輸出的 圖像數(shù)據(jù)。步驟(a)中所述圖像采集程序即采用本發(fā)明方法的圖像采集程序。實施例2:參見圖2，嵌入式處理器選用PXA27x (1)，圖像采集設(shè)備選用8個OV2640攝像頭模組(31、 32、 33、 34、……38)，在每一個OV2640攝像頭模組與PXA27x (1)之間分別設(shè)置總線開關(guān)FSTD16450 (41、 42、 43、……48)，設(shè)置譯碼器(2)，譯碼器(2)選用74LS138, 74LS138 (2)與PXA27x (1)連接，并分別與每一個總線開關(guān)FSTD16450 (41、 42、 43、……48)連接。PXA27x通過74LS138向總線開關(guān)FSTD16450發(fā)送開啟信 號或關(guān)閉信號，并執(zhí)行以下步驟實現(xiàn)8路圖像的采集處理(a) 在PXA27x (1)中運行圖像采集程序，設(shè)定采集順序為OV2640攝像頭模組(31)、 0V2640攝像頭模組(33)、 OV2640攝像頭模組(32)、 0V2640攝像頭模組(35)、 0V2640 攝像頭模組(34)、 0V2640攝像頭模組(38)、 0V2640攝像頭模組(36)、 0V2640攝像頭模 組(37)依次循環(huán)采集；(b) 由PXA27x (1)通過74LS138 (2)向總線開關(guān)FSTD16450 (41)發(fā)出開啟信號， 使總線開關(guān)FSTD16450 (41)處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時OV2640攝像頭模組(31)與PXA27x (1) 連通；S3C2440A (1)將0V96^)攝像頭模組(31)初始化，設(shè)定采集次數(shù)i二100;(cl) PXA27x (1)將0V2640攝像頭模組(31)初始化，設(shè)定采集次數(shù)N二50;(c2) PXA27x (1)開啟0V2640攝像頭模組(31)，使之捕獲視頻數(shù)據(jù)。S3C2440A (1) 從0V9650攝像頭模組(31)讀取數(shù)據(jù)，并進行處理、保存，同時令i-i-l;(c3) PXA27x (1)判斷N是否等于O， N不等于0時說明設(shè)定的采集次數(shù)未完成，返 回執(zhí)行步驟(c2)，繼續(xù)從OV2640攝像頭模組(31)采集數(shù)據(jù)；若N等于0，則執(zhí)行步驟 (d);(d) PXA27x (1)將0V2640攝像頭模組(31)關(guān)閉，停止視頻捕獲和數(shù)據(jù)采集；并 通過74LS138 (2)向當前開啟的總線開關(guān)FSTD16450 (41)發(fā)送關(guān)閉信號，使對應(yīng)的0V2640 攝像頭模組(31)與嵌入式處理器(1)處于斷開狀態(tài)；(e) PXA27x (1)通過74LS138 (2)向總線開關(guān)FSTD16450 (43)發(fā)出開啟信號，使 總線開關(guān)FSTD16450 (43)處于導(dǎo)通狀態(tài)，0V2640攝像頭模組(33)與PXA27x (1)連通；(fl) PXA27x (1)將OV2640攝像頭模組(33)初始化，設(shè)定采集次數(shù)N,不妨令N=50;(f2) PXA27x (1)開啟0V2640攝像頭模組(33)，使之捕獲視頻數(shù)據(jù)，PXA27x (1) 從0V2640攝像頭模組(33)讀取數(shù)據(jù)，并進行處理、保存，同時令^N-1;(f3) PXA27x (1)判斷N是否等于O， N不等于O時說明設(shè)定的采集次數(shù)未完成，則 返回執(zhí)行步驟(f2),繼續(xù)從OV2640攝像頭模組(33)采集數(shù)據(jù)；若N等于0，則執(zhí)行步 驟(g);(g) PXA27x (1)將0V2640攝像頭模組(33)關(guān)閉，停止視頻捕獲和數(shù)據(jù)采集并 通過74LS138 (2)向當前開啟的總線開關(guān)FSTD16450 (43)發(fā)送關(guān)閉信號，使對應(yīng)的0V2640 攝像頭模組(33)與嵌入式處理器(1)處于斷開狀態(tài)；(h)由PXA27x (1)通過74LS138 (2)向總線開關(guān)FSTD16450 (42)發(fā)出開啟信號…… ……依次類推，按照在步驟(a)中預(yù)設(shè)的順序，每次使一個0V2640攝像頭模組與PXA27x (1)連通，采集和處理數(shù)據(jù)。此例中，由于總線開關(guān)比較多，需要更多的控制信號。使用譯碼器以后嵌入式處理器 只需要少量信號控制譯碼器便能實現(xiàn)對多個總線開關(guān)的控制，減少了嵌入式處理器控制端 口的使用數(shù)量，節(jié)約系統(tǒng)資源。除上述實施例外，由于總線開關(guān)可以配置成不同位數(shù)的輸入/輸出工作模式，因此可 根據(jù)實際的攝像頭模組的數(shù)量，確定信號選擇器的配置位數(shù)和型號，例如信號選擇器采用 FAIRCHILD(仙童)公司推出的16位到32位的高速多路復(fù)用器/信號選擇器總線開關(guān) FSTU32160，將每個總線開關(guān)配置成16位輸入/輸出工作模式，用一個FSTU32160可以連 接兩個圖像采集設(shè)備；此外，也可以根據(jù)實際需要配置不同型號的攝像頭模組依次進行采 集。本發(fā)明采用一種基于嵌入式系統(tǒng)的多路圖像采集方法，每次只對一個圖像采集設(shè)備進 行數(shù)據(jù)采集，采集到一定時間后自動切換到下一個圖像采集設(shè)備，實現(xiàn)了基于嵌入式系統(tǒng) 的多路圖像采集和處理；雖然在本發(fā)明中是依次對每一個圖像采集設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集，但 由于每單次采集數(shù)據(jù)所需時間比較短(300萬像素為9幀/秒)，因此利用本發(fā)明的方法實 現(xiàn)的多路圖像采集和處理，通常情況下能夠監(jiān)控圖像的變化過程。由于圖像采集設(shè)備通常 需要并口數(shù)據(jù)線與嵌入式處理器連接，如果要嵌入式處理器直接連通或斷開一個圖像采集 設(shè)備，需要耗費大量資源，而本發(fā)明中在圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器之間設(shè)置了能一次 控制多個數(shù)據(jù)線連通或者斷開的信號選擇器，嵌入式處理器只需發(fā)送一個控制信號，即可 實現(xiàn)控制圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器之間的連通或者斷開，使嵌入式處理器的處理效率 大幅度提高，以此實現(xiàn)多路圖像的采集和處理。
權(quán)利要求
1.基于嵌入式系統(tǒng)的多路圖像采集方法，其特征在于在圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器的攝像頭接口之間設(shè)置信號選擇器，通過信號選擇器控制嵌入式處理器的攝像頭接口與圖像采集設(shè)備的連通和斷開；嵌入式處理器通過以下步驟控制信號選擇器，每次只允許一個圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器的攝像頭接口連通以進行圖像采集(a)嵌入式處理器運行圖像采集程序，設(shè)定采集順序；(b)嵌入式處理器按照步驟(a)中設(shè)定的采集順序，選定一個圖像采集設(shè)備，并向該圖像采集設(shè)備對應(yīng)的信號選擇器發(fā)送開啟信號，使該圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器的攝像頭接口處于連通狀態(tài)；(c)嵌入式處理器的攝像頭接口與圖像采集設(shè)備連通后，嵌入式處理器從當前連通的圖像采集設(shè)備采集數(shù)據(jù)并進行處理和保存；(d)嵌入式處理器向當前連通的圖像采集設(shè)備發(fā)送關(guān)閉指令，使對應(yīng)的圖像采集設(shè)備關(guān)閉，并向開啟的信號選擇器發(fā)送關(guān)閉信號，使之與嵌入式處理器的攝像頭接口處于斷開狀態(tài)；(e)返回執(zhí)行步驟(b)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于嵌入式系統(tǒng)的多路圖像采集方法，其特征在于步驟(c)具體包括以下步驟(cl)嵌入式處理器的攝像頭接口與圖像采集設(shè)備連通后，將當前連接的圖像采集設(shè)備初始化；(C2)嵌入式處理器配置自身的攝像頭接口，申請系統(tǒng)資源，并設(shè)置采集次數(shù)；(c3)嵌入式處理器開啟圖像采集設(shè)備，使之捕獲視頻數(shù)據(jù)并從該圖像采集設(shè)備讀取圖像數(shù)據(jù)到內(nèi)存，進行分析處理；(c4)嵌入式處理器判斷是否達到采集次數(shù)，若達到采集次數(shù)則返回執(zhí)行步驟(c3)，達到采集次數(shù)則執(zhí)行步驟(d)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于嵌入式系統(tǒng)的多路圖像采集方法，其特征在于 還可以設(shè)置譯碼器，譯碼器與嵌入式處理器連接，并與每一個信號選擇器連接，嵌入式處 理器通過譯碼器選通或關(guān)閉信號選擇器。
全文摘要
本發(fā)明屬于嵌入式技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于嵌入式系統(tǒng)的多路圖像采集方法。包括多個圖像采集設(shè)備，在圖像采集設(shè)備與嵌入式處理器之間設(shè)置信號選擇器，嵌入式處理器按照預(yù)設(shè)的次序，通過信號選擇器每次連通一個圖像采集設(shè)備進行視頻捕獲和數(shù)據(jù)采集。對每個圖像采集設(shè)備采集一定次數(shù)后，自動切換到下一個圖像采集設(shè)備，以此實現(xiàn)基于嵌入式系統(tǒng)的多路圖像自動采集和處理。本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)依次處理多個圖像采集設(shè)備捕獲的視頻數(shù)據(jù)；具有功耗低、實時性強、微型化等特點，可以靈活配置，同時成本低廉；采用硬件結(jié)構(gòu)簡單，本方法設(shè)計軟件代碼小，運行穩(wěn)定，通過一個攝像頭接口實現(xiàn)多個攝像頭數(shù)據(jù)的自動采集和處理。
文檔編號H04N7/18GK101222619SQ20081006928
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者何仁斌, 侯文生, 侯長軍, 彭承琳, 趙德春, 趙明璽, 霍丹群 申請人:重慶大學(xué)