一種實現(xiàn)圖像采集的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)圖像采集的方法，用于利用SPI接口實現(xiàn)快速有效的圖像數(shù)據(jù)采集的目標(biāo)，該方法包括：主控芯片向圖像采集傳感器發(fā)送時鐘信號，以使圖像采集傳感器啟動圖像數(shù)據(jù)的采集，圖像采集傳感器具有遵循SPI協(xié)議的兩線串行外設(shè)接口，串行外設(shè)接口SPI包括SPI時鐘線和圖像數(shù)據(jù)輸出線；主控芯片接收到系統(tǒng)的觸發(fā)信號后，通過I2C控制器接口向圖像采集傳感器的像素采集模組發(fā)送復(fù)位信號，然后開始通過SPI控制器接口接收圖像采集傳感器采集的圖像數(shù)據(jù)；對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析，完成圖像采集。本發(fā)明還公開了一種實現(xiàn)圖像采集的裝置及系統(tǒng)。
【專利說明】一種實現(xiàn)圖像采集的方法、裝置及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種實現(xiàn)圖像采集的方法、裝置及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著嵌入式消費類電子產(chǎn)品，如手機(jī)、平板電腦等，在工業(yè)、安防、生活娛樂等領(lǐng)域 的應(yīng)用越來越廣泛，對于圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的采集和處理的需求也在加強(qiáng)。在現(xiàn)有技術(shù)中， 比較通用的圖像采集的方法是利用帶有攝像頭控制器（camera控制器）模塊的主控CPU芯 片，camera控制器具有并行接口，需要外接具有并行接口的圖像采集傳感器，完成圖像數(shù)據(jù) 的米集。
[0003] 但是，現(xiàn)有技術(shù)中利用帶有camera控制器的主控CPU芯片進(jìn)行圖像采集的方式， 需要8位數(shù)據(jù)線信號，外加工作時鐘和像素傳輸時鐘以及復(fù)位和供電信號接口，需要的接 口信號比較多，在嵌入式消費類電子產(chǎn)品體積越來越小的情況下，硬件布線資源消耗較大。 同時，帶有并行接口的camera控制器模塊在主控CPU芯片上并不普及且成本較高。另外， 現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行圖像采集的方式是由camera控制器采用硬件方式實現(xiàn)的圖像解析，只能支 持一些固定圖像格式的解析，不利于電子產(chǎn)品的升級換代。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種實現(xiàn)圖像采集的方法、裝置及系統(tǒng)，以解 決現(xiàn)有技術(shù)中使用camera控制器的主控CPU芯片進(jìn)行圖像采集存在的所需信號復(fù)雜，硬件 布線資源消耗較大且成本高，且實現(xiàn)不靈活的問題。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0006] -種實現(xiàn)圖像采集的方法，所述方法包括：
[0007] 主控芯片向圖像采集傳感器發(fā)送時鐘信號，以使所述圖像采集傳感器啟動圖像數(shù) 據(jù)的采集，所述圖像采集傳感器具有遵循SPI協(xié)議的兩線串行外設(shè)接口，所述串行外設(shè)接 口SPI包括SPI時鐘線和圖像數(shù)據(jù)傳輸線；
[0008] 主控芯片接收到觸發(fā)信號后，通過I2C控制器接口向所述圖像采集傳感器的像素 采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號，然后開始通過SPI控制器接口接收所述圖像采集傳感器采集 的圖像數(shù)據(jù)；
[0009] 對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析，完成圖像采集。
[0010] 相應(yīng)的，所述方法還包括：
[0011] 所述主控芯片通過所述I2C控制器接口向所述圖像采集傳感器發(fā)送初始化信號， 所述初始化信號包括工作模式、配置信息以及工作頻率參數(shù)，以便配置所述圖像采集傳感 器傳輸時為主模式，并配置所述圖像采集傳感器的時序模式；
[0012] 配置所述SPI控制器接口傳輸時為從模式，并配置所述SPI控制器接口的時序模 式與所述圖像采集傳感器的時序模式相同。
[0013] 相應(yīng)的，所述對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析，包括：
[0014] 當(dāng)接收到的圖像數(shù)據(jù)長度達(dá)到與設(shè)定幀同步頭的長度相同時，判斷所述當(dāng)前幀圖 像數(shù)據(jù)的幀開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定幀同步頭相同，如果是，開始對采集到的當(dāng)前幀圖像數(shù) 據(jù)進(jìn)行軟件解析。
[0015] 相應(yīng)的，所述對采集到的當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析，包括：
[0016] 判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行同步頭相同；
[0017] 判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行結(jié)束數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行結(jié)束頭相同；
[0018] 判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行圖像數(shù)據(jù)量是否與設(shè)定行圖像數(shù)據(jù)量相同；
[0019] 判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行數(shù)統(tǒng)計量是否與設(shè)定行數(shù)統(tǒng)計量相同；
[0020] 如果判斷結(jié)果均為是，則當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)采集正常，繼續(xù)通過主控芯片的SPI控 制器接口接收所述圖像采集傳感器采集的下一幀圖像數(shù)據(jù)。
[0021] 相應(yīng)的，所述方法還包括：
[0022] 如果判斷結(jié)果中的任一項為否，則通過所述I2C控制器接口向所述圖像采集傳感 器的像素采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號，重新開始通過主控芯片的SPI控制器接口接收所述 圖像采集傳感器采集的新的一幀圖像數(shù)據(jù)。
[0023] -種實現(xiàn)圖像采集的裝置，所述裝置包括：
[0024] 第一發(fā)送單元，用于向圖像采集傳感器發(fā)送時鐘信號，以使所述圖像采集傳感器 啟動圖像采集，所述圖像采集傳感器具有遵循SPI協(xié)議的兩線串行外設(shè)接口，所述串行外 設(shè)接口 SPI包括SPI時鐘線和圖像數(shù)據(jù)傳輸線；
[0025] 第一復(fù)位單元，用于接收到觸發(fā)信號后，通過I2C控制器接口向所述圖像采集傳 感器的像素采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號；
[0026]圖像采集單元，用于通過SPI控制器接口接收所述圖像采集傳感器采集到的圖像 數(shù)據(jù)；
[0027]圖像解析單元，用于對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析，完成圖像采集。
[0028] 相應(yīng)的，所述裝置還包括：
[0029] 第一初始化單元，用于通過I2C控制器接口向所述圖像采集傳感器發(fā)送初始化信 號，所述初始化信號包括工作模式、配置信息以及工作頻率參數(shù)，以便配置所述圖像采集傳 感器傳輸時為主模式，并配置所述圖像采集傳感器的時序模式；
[0030] 第二初始化單元，用于配置所述SPI控制器接口傳輸時為從模式，并配置所述SPI 控制器接口的時序模式與所述圖像采集傳感器的時序模式相同。
[0031] 相應(yīng)的，所述圖像解析單元當(dāng)接收到的圖像數(shù)據(jù)長度達(dá)到與設(shè)定幀同步頭的長度 相同時，判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的幀開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定幀同步頭相同，如果是，開始 對采集到的當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析。
[0032] 相應(yīng)的，所述圖像解析單元包括：
[0033] 第一判斷子單元，用于判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行同 步頭相同；
[0034] 第二判斷子單元，用于判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行結(jié)束數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行結(jié) 束頭相同；
[0035] 第三判斷子單元，用于判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行圖像數(shù)據(jù)量是否與設(shè)定行圖 像數(shù)據(jù)量相同；
[0036] 第四判斷子單元，用于判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行數(shù)統(tǒng)計量是否與設(shè)定行數(shù)統(tǒng) 計量相同；
[0037] 結(jié)果分析子單元，用于如果所述第一判斷子單元、所述第二判斷子單元、所述第三 判斷子單元以及所述第四判斷子單元的判斷結(jié)果均為是，則當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)采集正常，所 述圖像采集單元繼續(xù)通過SPI控制器接口接收所述圖像采集傳感器采集的下一幀圖像數(shù) 據(jù)。
[0038] 相應(yīng)的，所述裝置還包括：
[0039] 第二復(fù)位單元，用于如果所述第一判斷子單元、所述第二判斷子單元、所述第三判 斷子單元以及所述第四判斷子單元的判斷結(jié)果中的任一項為否，則通過所述I2C控制器接 口向所述圖像采集傳感器的像素采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號，所述圖像采集單元重新開始 通過SPI控制器接口接收所述圖像采集傳感器采集的新的一幀圖像數(shù)據(jù)。
[0040] 一種實現(xiàn)圖像采集的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0041] 主控芯片以及圖像采集傳感器；所述圖像采集傳感器具有遵循SPI協(xié)議的兩線串 行外設(shè)接口，所述主控芯片包含遵循SPI協(xié)議的SPI控制器接口，所述圖像采集傳感器通過 SPI控制器接口與所述主控芯片相連；
[0042] 所述圖像采集傳感器，用于圖像數(shù)據(jù)的采集；
[0043] 所述主控芯片為上述的實現(xiàn)圖像采集的裝置。
[0044] 由此可見，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0045] 本發(fā)明實施例通過主控芯片上較為普及的SPI控制器接口與具有串行外設(shè)接口 的圖像采集傳感器相連，實際只需使用SPI控制器接口的時鐘信號和圖像數(shù)據(jù)傳輸信號兩 根信號線，即可實現(xiàn)圖像的采集，布線簡單硬件消耗小；SPI控制器接口在主控芯片上較為 普及，不再需要特殊的帶有camera控制器的主控CPU芯片進(jìn)行圖像采集，降低了成本；另 夕卜，本發(fā)明實施例通過軟件進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的解析，不需要SPI控制器接口再增加特殊的硬 件操作，用于對數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行解析，實現(xiàn)非常靈活，更易于產(chǎn)品的升級換代。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046] 圖1為本發(fā)明實現(xiàn)圖像采集的方法實施例一的流程圖；
[0047] 圖2為本發(fā)明實現(xiàn)圖像采集的系統(tǒng)實施例的示意圖；
[0048] 圖3為本發(fā)明實現(xiàn)圖像采集的方法實施例二的流程圖；
[0049] 圖4為本發(fā)明實現(xiàn)圖像采集的裝置實施例的示意圖；
[0050] 圖5為本發(fā)明實現(xiàn)圖像采集的裝置實施例中圖像解析單元的示意圖。

【具體實施方式】
[0051] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實 施方式對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0052] 本發(fā)明實現(xiàn)圖像采集的方法、裝置及系統(tǒng)，是針對現(xiàn)有技術(shù)中利用帶有camera控 制器的主控CPU芯片進(jìn)行圖像采集的方式，需要8位數(shù)據(jù)線信號，外加工作時鐘和像素傳輸 時鐘以及復(fù)位和供電信號接口，以及幀同步和行同步信號，需要的接口信號比較多，硬件布 線資源消耗較大、成本較高的問題。提出利用SPI(SerialPeripheralInterface,串行 外設(shè)接口）sensor即具有SPI接口的圖像采集傳感器與基于SPI控制器接口的主控芯片相 連，在一些嵌入式電子產(chǎn)品的主控CPU芯片上缺少Camera并口控制器或者使用camera并 口控制器不方便的情況下，能很容易的實現(xiàn)快速有效的圖像數(shù)據(jù)采集目標(biāo)；且利用軟件進(jìn) 行圖像數(shù)據(jù)的解析，可以不需要SPI控制器增加特殊的硬件對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。SPI是一 種高速同步串行口。收發(fā)獨立、可同步進(jìn)行。即一種可以工作在全雙工方式的串行總線，簡 單通用，并且比較高速。
[0053] 基于上述思想，參見圖1所示，本發(fā)明實現(xiàn)圖像采集的方法實施例一可以包括以 下步驟：
[0054] 步驟101 :主控芯片向圖像采集傳感器發(fā)送時鐘信號，以使圖像采集傳感器啟動 圖像數(shù)據(jù)的采集，圖像采集傳感器具有遵循標(biāo)準(zhǔn)的SPI協(xié)議的兩線串行外設(shè)接口SPI，串行 外設(shè)接口SPI包括SPI時鐘線和圖像數(shù)據(jù)傳輸線。
[0055] 主控芯片可以理解為主控CPU(CentralProcessingUnit,中央處理器)芯片，主 控芯片包含SPI控制器接口，主控芯片與圖像采集傳感器相連，圖像采集傳感器例如攝像 頭，同樣需要具有SPI接口，以保證圖像采集傳感器與主控芯片之間通過SPI接口進(jìn)行串行 數(shù)據(jù)傳輸。
[0056] 主控芯片與圖像采集傳感器所具有的SPI接口均為遵循SPI協(xié)議的兩線串行外設(shè) 接口，包括SPI時鐘線和圖像數(shù)據(jù)傳輸線兩根信號線。
[0057] 參見圖2所示，主控芯片與圖像采集傳感器相連，打開主控芯片的CAM_MCLK時鐘， 主控芯片可以向圖像采集傳感器發(fā)送CAM_MCLK時鐘，為圖像采集傳感器提供穩(wěn)定的工作 時鐘，以啟動圖像采集傳感器所有邏輯電路都能夠正常工作，并開始進(jìn)行圖像采集。主控芯 片與圖像采集傳感器通過SPI接口的SPI時鐘線SPI_CLK和圖像數(shù)據(jù)傳輸線SPI_M0SI兩 根數(shù)據(jù)線相連。
[0058] 步驟102 :主控芯片接收到觸發(fā)信號后，通過I2C控制器接口向圖像采集傳感器的 像素采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號，然后開始通過SPI控制器接口接收圖像采集傳感器采集 的圖像數(shù)據(jù)。
[0059] 根據(jù)應(yīng)用的需求，用戶或者外部設(shè)備可以向主控芯片發(fā)送開始圖像采集的觸發(fā)信 號，主控芯片接收到觸發(fā)信號后，可以啟動主控芯片的SPI控制器采用從模式接收圖像采 集傳感器采集的圖像數(shù)據(jù)。
[0060] SPI控制器可以支持主模式或從模式兩種模式，主模式可以理解為提供傳輸數(shù)據(jù) 的時鐘信號和啟動數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送端，從模式可以理解為數(shù)據(jù)的傳輸被動響應(yīng)端。作為主模 式的一端可以提供和控制SPI數(shù)據(jù)的傳輸啟動時間和請求，以及傳輸時鐘SPI_CLK。
[0061] 因為主控芯片作為從模式，當(dāng)接收到觸發(fā)信號后，啟動從模式的SPI控制器接口 開始接收圖像數(shù)據(jù)，那么圖像采集傳感器SPIsensor作為主模式可能已經(jīng)向主控芯片發(fā)送 了很多數(shù)據(jù)，而主控芯片啟動從模式的SPI控制器接口接收數(shù)據(jù)的時候，是一個隨機(jī)、不確 定的時刻，對于一幀完整的圖像數(shù)據(jù)采集是可能不同步的，即主控芯片可能不能在一幀圖 像數(shù)據(jù)的開始時刻開始接收數(shù)據(jù)。
[0062]因此在主控芯片開始接收圖像采集傳感器采集的圖像數(shù)據(jù)之前，向圖像采集傳感 器的像素采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號，將圖像采集傳感器SPIsensor的圖像采集控制器電 路進(jìn)行復(fù)位，這樣一方面不會使圖像采集傳感器SPIsensor工作參數(shù)丟失，另一方面也不 需重新初始化SPIsensor而耗費大量的時間，同時，最關(guān)鍵的是能夠保證主控芯片從圖像 采集傳感器采集當(dāng)前幀數(shù)據(jù)的開始時刻接收數(shù)據(jù)，接收到的圖像數(shù)據(jù)是一幀完整的圖像。 [0063] 參見圖2所示，由圖像采集傳感器作為主模式提供傳輸時鐘SPI_CLK，通過圖像數(shù) 據(jù)傳輸線SPI_M0SI進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0064] 步驟103 :對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析，完成圖像采集。
[0065] 主控芯片對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析，如果解析成功則可以代表當(dāng)前幀圖 像采集正常，基于軟件進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的解析，不需要再增加特殊的硬件對圖像數(shù)據(jù)的幀同 步和行同步信號進(jìn)行解析。
[0066] 在本發(fā)明的一些實施例中，對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析可以包括：當(dāng)接收 到的圖像數(shù)據(jù)長度達(dá)到與設(shè)定幀同步頭的長度相同時，然后再判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的幀開 始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定幀同步頭相同，如果是，開始對采集到的當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解 析。
[0067] 即軟件解析可以根據(jù)圖像數(shù)據(jù)的幀開始數(shù)據(jù)包長度達(dá)到與設(shè)定幀同步頭的長度 相同且解析出來的數(shù)據(jù)內(nèi)容與設(shè)定幀同步頭內(nèi)容相同，則認(rèn)為是一幀圖像數(shù)據(jù)的開始，觸 發(fā)開始進(jìn)行當(dāng)前幀圖像的解析。
[0068] 對于主控芯片的SPI控制器接口，在接收數(shù)據(jù)的時候，可以有兩個狀態(tài)，其中一個 狀態(tài)是，當(dāng)接收的數(shù)據(jù)量達(dá)到一定數(shù)量時，用于緩存數(shù)據(jù)的緩存Buffer會顯示空、滿、半滿 的狀態(tài)，根據(jù)這些狀態(tài)，主控芯片CPU會完成接收數(shù)據(jù)搬移處理、數(shù)量統(tǒng)計以及圖像數(shù)據(jù)解 析；另外一個狀態(tài)是，一定時間到達(dá)后，Buffer中沒有再數(shù)據(jù)接收的時候，顯示timeout超 時中斷狀態(tài)，則通知主控芯片CPU處理buffer中剩余的數(shù)據(jù)。
[0069] 基于主控芯片的處理數(shù)據(jù)的方法，對采集到的圖像數(shù)據(jù)幀同步信號進(jìn)行解析，當(dāng) 接收的圖像數(shù)據(jù)長度與設(shè)定幀同步頭的長度相同時，例如設(shè)定幀同步頭的長度為4字節(jié)， 且如果解析出的幀開始數(shù)據(jù)包與幀同步頭代碼內(nèi)容相同，就可以認(rèn)為是一幀圖像數(shù)據(jù)的開 始，對接收的每一行數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，在完成所行數(shù)據(jù)解析完成后，解析幀結(jié)束同步信號。
[0070] 具體的，在本發(fā)明的一些實施例中，對采集到的當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析可 以包括：
[0071] 判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行同步頭相同；
[0072] 判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行結(jié)束數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行結(jié)束頭相同；
[0073] 判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行圖像數(shù)據(jù)量是否與設(shè)定行圖像數(shù)據(jù)量相同；
[0074] 判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行數(shù)統(tǒng)計量是否與設(shè)定行數(shù)統(tǒng)計量相同；
[0075] 如果判斷結(jié)果均為是，則當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)采集正常，繼續(xù)通過主控芯片的SPI控 制器接口接收圖像采集傳感器采集的下一幀圖像數(shù)據(jù)。
[0076] 在本發(fā)明的一些實施例中，基于上述實施例，本發(fā)明實施例的方法還可以包括：
[0077] 如果判斷結(jié)果中的任一項為否，則通過I2C控制器接口向圖像采集傳感器的像素 采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號，重新開始通過主控芯片的SPI控制器接口接收圖像采集傳感 器采集的新的一幀圖像數(shù)據(jù)。
[0078] 另外，在本發(fā)明的一些實施例中，在主控芯片向圖像采集傳感器發(fā)送時鐘信號之 前，實現(xiàn)圖像采集的方法還可以包括：
[0079] 主控芯片通過I2C控制器接口向圖像采集傳感器發(fā)送初始化信號，初始化信號包 括工作模式，配置信息以及工作頻率參數(shù)等等，以便配置圖像采集傳感器傳輸時為主模式， 并配置圖像采集傳感器的時序模式。
[0080] 配置SPI控制器接口為傳輸時為從模式，并配置SPI控制器接口的時序模式與圖 像采集傳感器的時序模式相同。
[0081] 通過主控芯片的I2C控制器接口對圖像采集傳感器的工作模式和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行 配置，相關(guān)工作頻率參數(shù)可以設(shè)定圖像采集中圖像的大小、格式等信息。SPI協(xié)議中支持四 種時序模式，根據(jù)實際情況，設(shè)置SPI控制器接口和圖像采集傳感器為相同的時序模式，才 能保證同步采集圖像數(shù)據(jù)的正確性。
[0082] 參見圖3所示，本發(fā)明實現(xiàn)圖像采集的方法實施例二可以包括以下步驟：
[0083] 步驟301 :主控芯片通過I2C控制器接口向圖像采集傳感器發(fā)送初始化信號，初始 化信號包括工作模式、配置信息以及工作頻率參數(shù)等待，以便配置圖像采集傳感器傳輸時 為主模式，并配置圖像采集傳感器的時序模式。
[0084] 步驟302 :配置SPI控制器接口傳輸時為從模式，并配置SPI控制器接口的時序模 式與圖像采集傳感器的時序模式相同。
[0085] 步驟303 :主控芯片向圖像采集傳感器發(fā)送時鐘信號，以使圖像采集傳感器啟動 圖像數(shù)據(jù)的采集，圖像采集傳感器具有遵循SPI協(xié)議的兩線SPI接口。
[0086] 步驟304 :接收觸發(fā)信號。
[0087] 步驟305 :向圖像采集傳感器發(fā)送復(fù)位信號，通過主控芯片的SPI控制器接口接收 圖像采集傳感器采集的圖像數(shù)據(jù)。
[0088] 步驟306 :當(dāng)接收到的圖像數(shù)據(jù)長度達(dá)到與設(shè)定幀同步頭的長度相同時，判斷當(dāng) 前幀圖像數(shù)據(jù)的幀開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定幀同步頭相同，如果是，進(jìn)入步驟307,如果否，返 回步驟305。
[0089] 步驟307 :判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行同步頭相同，如果 是，進(jìn)入步驟308,如果否，返回步驟305。
[0090] 步驟308 :判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行結(jié)束數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行結(jié)束頭相同，如果 是，進(jìn)入步驟309,如果否，返回步驟305。
[0091] 步驟309 :判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行圖像數(shù)據(jù)量是否與設(shè)定行圖像數(shù)據(jù)量相同， 如果是，進(jìn)入步驟310,如果否，返回步驟305。
[0092] 步驟310 :判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)是否全部采集完成，如果是，進(jìn)入步驟312,如果 否，進(jìn)入步驟311。
[0093] 步驟311 :繼續(xù)通過主控芯片的SPI控制器接口接收圖像采集傳感器采集的圖像 數(shù)據(jù)，并進(jìn)入步驟307。
[0094] 步驟312 :判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行數(shù)統(tǒng)計量是否與設(shè)定行數(shù)統(tǒng)計量相同，如果 是，進(jìn)入步驟313,如果否，返回步驟305。
[0095] 步驟313 :判斷圖像米集是否結(jié)束，如果是，進(jìn)入步驟314,如果否，結(jié)束。
[0096] 步驟314 :繼續(xù)通過主控芯片的SPI控制器接口接收圖像采集傳感器采集的圖像 數(shù)據(jù)，并進(jìn)入步驟306。
[0097] 另外，在本發(fā)明的一些實施例中，本發(fā)明實施例時序圖像采集的方法還可以包括： 將解析后的圖像發(fā)送到固態(tài)存儲外設(shè)或者發(fā)送給顯示屏顯示。
[0098] 通過上述實施例的說明可以看出，一般傳統(tǒng)的圖像采集方法，其主控芯片包含 camera控制器接口，需要采用8根數(shù)據(jù)線cam_data[7:0]，一根行同步cam_hsync，一根中貞 同步信號cam_vsync，還有圖像采集傳感器的工作時鐘cam_mclk，圖像數(shù)據(jù)傳輸時鐘cam_ pclk，以及初始化信號I2C_CLK和I2C_SDA從這種結(jié)構(gòu)來看，其需要的主控芯片必須有專門 的camera控制器接口，才能和這種并口的圖像采集傳感器完成圖像的采集，解析過程。并 且這種并行接口，需要的信號線比較多，應(yīng)用起來硬件上處理比較復(fù)雜，且成本較高。
[0099] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例只需要很簡單的1根SPI時鐘線SPI_CLK和1根 圖像數(shù)據(jù)傳輸線SPI_M0SI，即可以完成圖像數(shù)據(jù)的采集和行同步，幀同步的解析。
[0100] 這樣，本發(fā)明實施例通過主控芯片上較為普及的SPI控制器接口與具有串行外設(shè) 接口的圖像采集傳感器相連，實際只需使用SPI控制器接口的時鐘信號以及數(shù)據(jù)信號兩根 信號線即可實現(xiàn)圖像的采集，布線簡單硬件消耗??；SPI控制器接口在主控芯片上較為普 及，不再需要特殊的帶有camera控制器的主控CPU芯片進(jìn)行圖像采集，降低了成本；另外， 本發(fā)明實施例通過軟件進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的解析，不需要SPI控制器接口再增加特殊的硬件對 數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行解析，實現(xiàn)靈活，更易于產(chǎn)品的升級換代。
[0101] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種實現(xiàn)圖像采集的裝置實施例，參見圖4所示，該裝置包 括：
[0102] 第一發(fā)送單元401，用于向圖像采集傳感器發(fā)送時鐘信號，以使圖像采集傳感器啟 動圖像采集，圖像采集傳感器具有遵循SPI協(xié)議的兩線串行外設(shè)接口SPI，串行外設(shè)接口 SPI包括SPI時鐘線和圖像數(shù)據(jù)傳輸線；
[0103] 第一復(fù)位單元402,用于接收到觸發(fā)信號后，通過I2C控制器接口向圖像采集傳感 器的像素采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號；
[0104] 圖像采集單元403,用于通過SPI控制器接口接收圖像采集傳感器采集的圖像數(shù) 據(jù)；
[0105] 圖像解析單元404,用于對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析，完成圖像采集。
[0106] 在本發(fā)明的一些實施例中，本發(fā)明實現(xiàn)圖像采集的裝置實施例還可以包括：
[0107] 第一初始化單元，用于通過I2C控制器接口向圖像采集傳感器發(fā)送初始化信號， 初始化信號包括工作模式、配置信息以及工作頻率參數(shù)，以便配置圖像采集傳感器傳輸時 為主模式，并配置圖像采集傳感器的時序模式；
[0108] 第二初始化單元，用于配置SPI控制器接口傳輸時為從模式，并配置SPI控制器接 口的時序模式與圖像采集傳感器的時序模式相同。
[0109] 在本發(fā)明的一些實施例中，圖像解析單元當(dāng)接收到的圖像數(shù)據(jù)長度達(dá)到與設(shè)定幀 同步頭的長度相同時，判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的幀開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定幀同步頭相同，如 果是，開始對采集到的當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析。
[0110] 在本發(fā)明的一些實施例中，參見圖5所示，圖像解析單元可以包括：
[0111] 第一判斷子單元501，用于判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行同 步頭相同；
[0112] 第二判斷子單元502,用于判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行結(jié)束數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行結(jié) 束頭相同；
[0113] 第三判斷子單元503,用于判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行圖像數(shù)據(jù)量是否與設(shè)定行圖 像數(shù)據(jù)量相同；
[0114] 第四判斷子單元504,用于判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行數(shù)統(tǒng)計量是否與設(shè)定行數(shù)統(tǒng) 計量相同；
[0115] 結(jié)果分析子單元505,用于如果第一判斷子單元、第二判斷子單元、第三判斷子單 元以及第四判斷子單元的判斷結(jié)果均為是，則當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)采集正常，圖像采集單元繼 續(xù)通過SPI控制器接口接收圖像采集傳感器采集的下一幀圖像數(shù)據(jù)。
[0116] 在本發(fā)明的一些實施例中，本發(fā)明實現(xiàn)圖像采集的裝置實施例還可以包括：
[0117] 第二復(fù)位單元，用于如果第一判斷子單元、第二判斷子單元、第三判斷子單元以及 第四判斷子單元的判斷結(jié)果中的任一項為否，則通過I2C控制器接口向圖像采集傳感器的 像素采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號，圖像采集單元重新開始通過SPI控制器接口接收圖像采 集傳感器采集的新的一幀圖像數(shù)據(jù)。
[0118] 在本發(fā)明的一些實施例中，本發(fā)明實現(xiàn)圖像采集的裝置實施例還可以包括：
[0119] 第二發(fā)送單元，用于將解析后的圖像發(fā)送到固態(tài)存儲設(shè)備或者發(fā)送給顯示屏顯 /_J、i〇
[0120] 相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供一種實現(xiàn)圖像采集的系統(tǒng)實施例，同樣可以參見圖2 所示，該系統(tǒng)包括：
[0121] 主控芯片以及圖像采集傳感器；圖像采集傳感器具有遵循標(biāo)準(zhǔn)的SPI協(xié)議的兩線 串行外設(shè)接口SPI，主控芯片包含遵循SPI協(xié)議的SPI控制器接口，圖像采集傳感器通過 SPI控制器接口與主控芯片相連；
[0122] 圖像采集傳感器，用于圖像數(shù)據(jù)的采集；
[0123] 主控芯片，用于向圖像采集傳感器發(fā)送時鐘信號，以使圖像采集傳感器啟動圖像 數(shù)據(jù)的采集，圖像采集傳感器遵循SPI協(xié)議的兩線具有串行外設(shè)接口SPI，串行外設(shè)接口 SPI包括SPI時鐘線和圖像數(shù)據(jù)傳輸線；接收到觸發(fā)信號后，通過I2C控制器接口向圖像采 集傳感器的像素采集模組發(fā)送復(fù)位信號，開始通過主控芯片的SPI控制器接口接收圖像采 集傳感器采集的圖像數(shù)據(jù)；對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析，完成圖像采集。
[0124] 在本發(fā)明的一些實施例中，主控芯片還可以用于主控芯片通過I2C控制器接口向 圖像采集傳感器發(fā)送初始化信號，初始化信號包括工作模式、配置信息以及工作頻率參數(shù)， 以便配置圖像采集傳感器傳輸時為主模式，并配置圖像采集傳感器的時序模式；配置SPI 控制器接口傳輸時為從模式，并配置SPI控制器接口的時序模式與圖像采集傳感器的時序 模式相同。
[0125] 在本發(fā)明的一些實施例中，對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析的實現(xiàn)可以為：
[0126] 當(dāng)接收到的圖像數(shù)據(jù)長度達(dá)到與設(shè)定幀同步頭的長度相同時，判斷當(dāng)前幀圖像數(shù) 據(jù)的幀開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定幀同步頭相同，如果是，開始對采集到的當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn) 行軟件解析。
[0127] 在本發(fā)明的一些實施例中，對采集到的當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析的實現(xiàn)可以 為：
[0128] 判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行同步頭相同；
[0129] 判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行結(jié)束數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行結(jié)束頭相同；
[0130] 判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行圖像數(shù)據(jù)量是否與設(shè)定行圖像數(shù)據(jù)量相同；
[0131] 判斷當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行數(shù)統(tǒng)計量是否與設(shè)定行數(shù)統(tǒng)計量相同；
[0132] 如果判斷結(jié)果均為是，則當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)采集正常，繼續(xù)通過主控芯片的SPI控 制器接口，接收圖像采集傳感器采集的下一幀圖像數(shù)據(jù)。
[0133] 在本發(fā)明的一些實施例中，主控芯片還可以用于如果判斷結(jié)果中的任一項為否， 則通過I2C控制器向圖像采集傳感器的像素采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號，重新開始通過主 控芯片的SPI控制器接口接收圖像采集傳感器采集的新的一幀圖像數(shù)據(jù)。
[0134] 在本發(fā)明的一些實施例中，主控芯片還可以用于將解析后的圖像發(fā)送到固態(tài)存儲 設(shè)備或者發(fā)送給顯示屏顯示。
[0135] 本系統(tǒng)實施例的工作原理是：
[0136] 首先使用主控芯片的I2C接口對圖像采集傳感器spisensor的工作模式和相關(guān) 參數(shù)進(jìn)行初始化，在SPI協(xié)議中，SPI控制器接口可以做主模式，也可以做從模式，作為主模 式的一方可以提供和控制SPI數(shù)據(jù)的傳輸啟動時間和傳輸時鐘SPI_CLK，可以定義圖像采 集傳感器spisensor的圖像數(shù)據(jù)輸出模式為主模式。然后初始化主控芯片的SPI控制器 接口作為從模式。SPI協(xié)議中支持四種時序模式，需要根據(jù)實際情況，按照圖像采集傳感器 spisensor規(guī)格書的要求，設(shè)置圖像采集傳感器spisensor和主控芯片的SPI控制器接口 為相同的時序模式，才能保證同步采集圖像數(shù)據(jù)的正確性。
[0137] 打開主控芯片的cam_mclk時鐘，向圖像采集傳感器發(fā)送時鐘信號，為spisensor 提供穩(wěn)定的工作時鐘，啟動spisensor的圖像采集功能。
[0138] 根據(jù)主控系統(tǒng)的應(yīng)用需求，在接收到系統(tǒng)的觸發(fā)信號后，主控芯片可以啟動圖像 采集功能，通過SPI控制器接口接收外部圖像采集傳感器spisensor外設(shè)采集發(fā)送過來的 圖像數(shù)據(jù)。
[0139] 因為主控芯片的SPI控制器接口做為從模式，因此只能被動的接收圖像采集傳感 器spisensor傳過來的數(shù)據(jù)和時鐘spi_clk。當(dāng)主控芯片啟動圖像采集的應(yīng)用的時候，圖 像采集傳感器spisensor做為主模式，可能已經(jīng)向主控芯片的SPI控制器接口發(fā)送了很 多數(shù)據(jù)，而主控芯片啟動從模式的SPI控制器接口接收數(shù)據(jù)的時刻，是一個隨機(jī)，不確定的 時刻，對于一幀完整的圖像數(shù)據(jù)采集是不同步的，可能已經(jīng)丟失了很多的數(shù)據(jù)，無法解析出 一幀完整的圖像數(shù)據(jù)。因此在主控芯片每次啟動采集之前，需要向圖像采集傳感器發(fā)送復(fù) 位信號，將spisensor的圖像采集控制器電路進(jìn)行復(fù)位，其作用是讓圖像采集傳感器spi sensor丟棄當(dāng)前巾貞的采集，開始下一巾貞的采集，這樣既不會使spisenor工作參數(shù)丟失，也 不會因為重新初始化spisensor耗費大量的時間，還能保證主控芯片開始采集圖像的時 候，能快速接收spisensor送出的下一巾貞圖像數(shù)據(jù)。
[0140] 圖像數(shù)據(jù)正常的傳輸順序一般如下：首先接收幀開始數(shù)據(jù)包，重復(fù)接收行開始數(shù) 據(jù)包、行圖像數(shù)據(jù)到行結(jié)束數(shù)據(jù)包，完成一幀圖像的N行圖像數(shù)據(jù)采集，最后接收幀結(jié)束數(shù) 據(jù)包。
[0141] 其中，幀開始數(shù)據(jù)包的格式如下，可以看出一共是24位共4字節(jié)：
[0142]

【權(quán)利要求】
1. 一種實現(xiàn)圖像采集的方法，其特征在于，所述方法包括： 主控芯片向圖像采集傳感器發(fā)送時鐘信號，以使所述圖像采集傳感器啟動圖像數(shù)據(jù)的 采集，所述圖像采集傳感器具有遵循SPI協(xié)議的兩線串行外設(shè)接口，所述串行外設(shè)接口 SPI 包括SPI時鐘線和圖像數(shù)據(jù)傳輸線； 主控芯片接收到觸發(fā)信號后，通過I2C控制器接口向所述圖像采集傳感器的像素采集 模組發(fā)送一個復(fù)位信號，然后開始通過SPI控制器接口接收所述圖像采集傳感器采集的圖 像數(shù)據(jù)； 對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析，完成圖像采集。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 所述主控芯片通過所述I2C控制器接口向所述圖像采集傳感器發(fā)送初始化信號，所述 初始化信號包括工作模式、配置信息以及工作頻率參數(shù)，以便配置所述圖像采集傳感器傳 輸時為主模式，并配置所述圖像采集傳感器的時序模式； 配置所述SPI控制器接口傳輸時為從模式，并配置所述SPI控制器接口的時序模式與 所述圖像采集傳感器的時序模式相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析， 包括： 當(dāng)接收到的圖像數(shù)據(jù)長度達(dá)到與設(shè)定幀同步頭的長度相同時，判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù) 據(jù)的幀開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定幀同步頭相同，如果是，開始對采集到的當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn) 行軟件解析。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對采集到的當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟 件解析，包括： 判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行同步頭相同； 判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行結(jié)束數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行結(jié)束頭相同； 判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行圖像數(shù)據(jù)量是否與設(shè)定行圖像數(shù)據(jù)量相同； 判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行數(shù)統(tǒng)計量是否與設(shè)定行數(shù)統(tǒng)計量相同； 如果判斷結(jié)果均為是，則當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)采集正常，繼續(xù)通過主控芯片的SPI控制器 接口接收所述圖像采集傳感器采集的下一幀圖像數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 如果判斷結(jié)果中的任一項為否，則通過所述I2C控制器接口向所述圖像采集傳感器的 像素采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號，重新開始通過主控芯片的SPI控制器接口接收所述圖像 采集傳感器采集的新的一幀圖像數(shù)據(jù)。
6. -種實現(xiàn)圖像采集的裝置，其特征在于，所述裝置包括： 第一發(fā)送單元，用于向圖像采集傳感器發(fā)送時鐘信號，以使所述圖像采集傳感器啟動 圖像采集，所述圖像采集傳感器具有遵循SPI協(xié)議的兩線串行外設(shè)接口，所述串行外設(shè)接 口 SPI包括SPI時鐘線和圖像數(shù)據(jù)傳輸線； 第一復(fù)位單元，用于接收到觸發(fā)信號后，通過I2C控制器接口向所述圖像采集傳感器 的像素采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號； 圖像采集單元，用于通過SPI控制器接口接收所述圖像采集傳感器采集到的圖像數(shù) 據(jù)； 圖像解析單元，用于對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析，完成圖像采集。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 第一初始化單元，用于通過I2C控制器接口向所述圖像采集傳感器發(fā)送初始化信號， 所述初始化信號包括工作模式、配置信息以及工作頻率參數(shù)，以便配置所述圖像采集傳感 器傳輸時為主模式，并配置所述圖像采集傳感器的時序模式； 第二初始化單元，用于配置所述SPI控制器接口傳輸時為從模式，并配置所述SPI控制 器接口的時序模式與所述圖像采集傳感器的時序模式相同。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述圖像解析單元當(dāng)接收到的圖像數(shù)據(jù) 長度達(dá)到與設(shè)定幀同步頭的長度相同時，判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的幀開始數(shù)據(jù)包是否與 設(shè)定幀同步頭相同，如果是，開始對采集到的當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件解析。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述圖像解析單元包括： 第一判斷子單元，用于判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行開始數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行同步頭 相同； 第二判斷子單元，用于判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行結(jié)束數(shù)據(jù)包是否與設(shè)定行結(jié)束頭 相同； 第三判斷子單元，用于判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行圖像數(shù)據(jù)量是否與設(shè)定行圖像數(shù) 據(jù)量相同； 第四判斷子單元，用于判斷所述當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)的行數(shù)統(tǒng)計量是否與設(shè)定行數(shù)統(tǒng)計量 相同； 結(jié)果分析子單元，用于如果所述第一判斷子單元、所述第二判斷子單元、所述第三判斷 子單元以及所述第四判斷子單元的判斷結(jié)果均為是，則當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)采集正常，所述圖 像采集單元繼續(xù)通過SPI控制器接口接收所述圖像采集傳感器采集的下一幀圖像數(shù)據(jù)。 所述裝置還包括： 第二復(fù)位單元，用于如果所述第一判斷子單元、所述第二判斷子單元、所述第三判斷子 單元以及所述第四判斷子單元的判斷結(jié)果中的任一項為否，則通過所述I2C控制器接口向 所述圖像采集傳感器的像素采集模組發(fā)送一個復(fù)位信號，所述圖像采集單元重新開始通過 SPI控制器接口接收所述圖像采集傳感器采集的新的一幀圖像數(shù)據(jù)。
10. -種實現(xiàn)圖像采集的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 主控芯片以及圖像采集傳感器；所述圖像采集傳感器具有遵循SPI協(xié)議的兩線串行外 設(shè)接口，所述主控芯片包含遵循SPI協(xié)議的SPI控制器接口，所述圖像采集傳感器通過SPI 控制器接口與所述主控芯片相連； 所述圖像采集傳感器，用于圖像數(shù)據(jù)的采集； 所述主控芯片為所述權(quán)利要求6-9任一項所述的實現(xiàn)圖像采集的裝置。
【文檔編號】H04N5/232GK104427232SQ201310389700
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】操冬華, 胡勝發(fā) 申請人:安凱(廣州)微電子技術(shù)有限公司