一種實現圖像採集的方法、裝置及系統的製作方法

2023-12-02 04:37:51 1

一種實現圖像採集的方法、裝置及系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種實現圖像採集的方法，用於利用SPI接口實現快速有效的圖像數據採集的目標，該方法包括：主控晶片向圖像採集傳感器發送時鐘信號，以使圖像採集傳感器啟動圖像數據的採集，圖像採集傳感器具有遵循SPI協議的兩線串行外設接口，串行外設接口SPI包括SPI時鐘線和圖像數據輸出線；主控晶片接收到系統的觸發信號後，通過I2C控制器接口向圖像採集傳感器的像素採集模組發送復位信號，然後開始通過SPI控制器接口接收圖像採集傳感器採集的圖像數據；對採集到的圖像數據進行軟體解析，完成圖像採集。本發明還公開了一種實現圖像採集的裝置及系統。
【專利說明】一種實現圖像採集的方法、裝置及系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電子【技術領域】，具體涉及一種實現圖像採集的方法、裝置及系統。

【背景技術】
[0002] 隨著嵌入式消費類電子產品，如手機、平板電腦等，在工業、安防、生活娛樂等領域 的應用越來越廣泛，對於圖像數據進行大量的採集和處理的需求也在加強。在現有技術中， 比較通用的圖像採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控制器具有並行接口，需要外接具有並行接口的圖像採集傳感器，完成圖像數據 的米集。
[0003] 但是，現有技術中利用帶有camera控制器的主控CPU晶片進行圖像採集的方式， 需要8位數據線信號，外加工作時鐘和像素傳輸時鐘以及復位和供電信號接口，需要的接 口信號比較多，在嵌入式消費類電子產品體積越來越小的情況下，硬體布線資源消耗較大。 同時，帶有並行接口的camera控制器模塊在主控CPU晶片上並不普及且成本較高。另外， 現有技術進行圖像採集的方式是由camera控制器採用硬體方式實現的圖像解析，只能支 持一些固定圖像格式的解析，不利於電子產品的升級換代。


【發明內容】

[0004] 有鑑於此，本發明的主要目的是提供一種實現圖像採集的方法、裝置及系統，以解 決現有技術中使用camera控制器的主控CPU晶片進行圖像採集存在的所需信號複雜，硬體 布線資源消耗較大且成本高，且實現不靈活的問題。
[0005] 為解決上述問題，本發明提供的技術方案如下：
[0006] -種實現圖像採集的方法，所述方法包括：
[0007] 主控晶片向圖像採集傳感器發送時鐘信號，以使所述圖像採集傳感器啟動圖像數 據的採集，所述圖像採集傳感器具有遵循SPI協議的兩線串行外設接口，所述串行外設接 口SPI包括SPI時鐘線和圖像數據傳輸線；
[0008] 主控晶片接收到觸發信號後，通過I2C控制器接口向所述圖像採集傳感器的像素 採集模組發送一個復位信號，然後開始通過SPI控制器接口接收所述圖像採集傳感器採集 的圖像數據；
[0009] 對採集到的圖像數據進行軟體解析，完成圖像採集。
[0010] 相應的，所述方法還包括：
[0011] 所述主控晶片通過所述I2C控制器接口向所述圖像採集傳感器發送初始化信號， 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，以便配置所述圖像採集傳感 器傳輸時為主模式，並配置所述圖像採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，並配置所述SPI控制器接口的時序模 式與所述圖像採集傳感器的時序模式相同。
[0013] 相應的，所述對採集到的圖像數據進行軟體解析，包括：
[0014] 當接收到的圖像數據長度達到與設定幀同步頭的長度相同時，判斷所述當前幀圖 像數據的幀開始數據包是否與設定幀同步頭相同，如果是，開始對採集到的當前幀圖像數 據進行軟體解析。
[0015] 相應的，所述對採集到的當前幀圖像數據進行軟體解析，包括：
[0016] 判斷所述當前幀圖像數據的行開始數據包是否與設定行同步頭相同；
[0017] 判斷所述當前幀圖像數據的行結束數據包是否與設定行結束頭相同；
[0018] 判斷所述當前幀圖像數據的行圖像數據量是否與設定行圖像數據量相同；
[0019] 判斷所述當前幀圖像數據的行數統計量是否與設定行數統計量相同；
[0020] 如果判斷結果均為是，則當前幀圖像數據採集正常，繼續通過主控晶片的SPI控 制器接口接收所述圖像採集傳感器採集的下一幀圖像數據。
[0021] 相應的，所述方法還包括：
[0022] 如果判斷結果中的任一項為否，則通過所述I2C控制器接口向所述圖像採集傳感 器的像素採集模組發送一個復位信號，重新開始通過主控晶片的SPI控制器接口接收所述 圖像採集傳感器採集的新的一幀圖像數據。
[0023] -種實現圖像採集的裝置，所述裝置包括：
[0024] 第一發送單元，用於向圖像採集傳感器發送時鐘信號，以使所述圖像採集傳感器 啟動圖像採集，所述圖像採集傳感器具有遵循SPI協議的兩線串行外設接口，所述串行外 設接口 SPI包括SPI時鐘線和圖像數據傳輸線；
[0025] 第一復位單元，用於接收到觸發信號後，通過I2C控制器接口向所述圖像採集傳 感器的像素採集模組發送一個復位信號；
[0026]圖像採集單元，用於通過SPI控制器接口接收所述圖像採集傳感器採集到的圖像 數據；
[0027]圖像解析單元，用於對採集到的圖像數據進行軟體解析，完成圖像採集。
[0028] 相應的，所述裝置還包括：
[0029] 第一初始化單元，用於通過I2C控制器接口向所述圖像採集傳感器發送初始化信 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，以便配置所述圖像採集傳 感器傳輸時為主模式，並配置所述圖像採集傳感器的時序模式；
[0030] 第二初始化單元，用於配置所述SPI控制器接口傳輸時為從模式，並配置所述SPI 控制器接口的時序模式與所述圖像採集傳感器的時序模式相同。
[0031] 相應的，所述圖像解析單元當接收到的圖像數據長度達到與設定幀同步頭的長度 相同時，判斷所述當前幀圖像數據的幀開始數據包是否與設定幀同步頭相同，如果是，開始 對採集到的當前幀圖像數據進行軟體解析。
[0032] 相應的，所述圖像解析單元包括：
[0033] 第一判斷子單元，用於判斷所述當前幀圖像數據的行開始數據包是否與設定行同 步頭相同；
[0034] 第二判斷子單元，用於判斷所述當前幀圖像數據的行結束數據包是否與設定行結 束頭相同；
[0035] 第三判斷子單元，用於判斷所述當前幀圖像數據的行圖像數據量是否與設定行圖 像數據量相同；
[0036] 第四判斷子單元，用於判斷所述當前幀圖像數據的行數統計量是否與設定行數統 計量相同；
[0037] 結果分析子單元，用於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果均為是，則當前幀圖像數據採集正常，所 述圖像採集單元繼續通過SPI控制器接口接收所述圖像採集傳感器採集的下一幀圖像數 據。
[0038] 相應的，所述裝置還包括：
[0039] 第二復位單元，用於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果中的任一項為否，則通過所述I2C控制器接 口向所述圖像採集傳感器的像素採集模組發送一個復位信號，所述圖像採集單元重新開始 通過SPI控制器接口接收所述圖像採集傳感器採集的新的一幀圖像數據。
[0040] 一種實現圖像採集的系統，所述系統包括：
[0041] 主控晶片以及圖像採集傳感器；所述圖像採集傳感器具有遵循SPI協議的兩線串 行外設接口，所述主控晶片包含遵循SPI協議的SPI控制器接口，所述圖像採集傳感器通過 SPI控制器接口與所述主控晶片相連；
[0042] 所述圖像採集傳感器，用於圖像數據的採集；
[0043] 所述主控晶片為上述的實現圖像採集的裝置。
[0044] 由此可見，本發明具有如下有益效果：
[0045] 本發明實施例通過主控晶片上較為普及的SPI控制器接口與具有串行外設接口 的圖像採集傳感器相連，實際只需使用SPI控制器接口的時鐘信號和圖像數據傳輸信號兩 根信號線，即可實現圖像的採集，布線簡單硬體消耗小；SPI控制器接口在主控晶片上較為 普及，不再需要特殊的帶有camera控制器的主控CPU晶片進行圖像採集，降低了成本；另 夕卜，本發明實施例通過軟體進行圖像數據的解析，不需要SPI控制器接口再增加特殊的硬 件操作，用於對數據圖像進行解析，實現非常靈活，更易於產品的升級換代。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046] 圖1為本發明實現圖像採集的方法實施例一的流程圖；
[0047] 圖2為本發明實現圖像採集的系統實施例的示意圖；
[0048] 圖3為本發明實現圖像採集的方法實施例二的流程圖；
[0049] 圖4為本發明實現圖像採集的裝置實施例的示意圖；
[0050] 圖5為本發明實現圖像採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] 為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明實施例作進一步詳細的說明。
[0052] 本發明實現圖像採集的方法、裝置及系統，是針對現有技術中利用帶有camera控 制器的主控CPU晶片進行圖像採集的方式，需要8位數據線信號，外加工作時鐘和像素傳輸 時鐘以及復位和供電信號接口，以及幀同步和行同步信號，需要的接口信號比較多，硬體布 線資源消耗較大、成本較高的問題。提出利用SPI(SerialPeripheralInterface,串行 外設接口）sensor即具有SPI接口的圖像採集傳感器與基於SPI控制器接口的主控晶片相 連，在一些嵌入式電子產品的主控CPU晶片上缺少Camera並口控制器或者使用camera並 口控制器不方便的情況下，能很容易的實現快速有效的圖像數據採集目標；且利用軟體進 行圖像數據的解析，可以不需要SPI控制器增加特殊的硬體對圖像數據進行解析。SPI是一 種高速同步串行口。收發獨立、可同步進行。即一種可以工作在全雙工方式的串行總線，簡 單通用，並且比較高速。
[0053] 基於上述思想，參見圖1所示，本發明實現圖像採集的方法實施例一可以包括以 下步驟：
[0054] 步驟101 :主控晶片向圖像採集傳感器發送時鐘信號，以使圖像採集傳感器啟動 圖像數據的採集，圖像採集傳感器具有遵循標準的SPI協議的兩線串行外設接口SPI，串行 外設接口SPI包括SPI時鐘線和圖像數據傳輸線。
[0055] 主控晶片可以理解為主控CPU(CentralProcessingUnit,中央處理器)晶片，主 控晶片包含SPI控制器接口，主控晶片與圖像採集傳感器相連，圖像採集傳感器例如攝像 頭，同樣需要具有SPI接口，以保證圖像採集傳感器與主控晶片之間通過SPI接口進行串行 數據傳輸。
[0056] 主控晶片與圖像採集傳感器所具有的SPI接口均為遵循SPI協議的兩線串行外設 接口，包括SPI時鐘線和圖像數據傳輸線兩根信號線。
[0057] 參見圖2所示，主控晶片與圖像採集傳感器相連，打開主控晶片的CAM_MCLK時鐘， 主控晶片可以向圖像採集傳感器發送CAM_MCLK時鐘，為圖像採集傳感器提供穩定的工作 時鐘，以啟動圖像採集傳感器所有邏輯電路都能夠正常工作，並開始進行圖像採集。主控芯 片與圖像採集傳感器通過SPI接口的SPI時鐘線SPI_CLK和圖像數據傳輸線SPI_M0SI兩 根數據線相連。
[0058] 步驟102 :主控晶片接收到觸發信號後，通過I2C控制器接口向圖像採集傳感器的 像素採集模組發送一個復位信號，然後開始通過SPI控制器接口接收圖像採集傳感器採集 的圖像數據。
[0059] 根據應用的需求，用戶或者外部設備可以向主控晶片發送開始圖像採集的觸發信 號，主控晶片接收到觸發信號後，可以啟動主控晶片的SPI控制器採用從模式接收圖像採 集傳感器採集的圖像數據。
[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據 的時鐘信號和啟動數據傳輸發送端，從模式可以理解為數據的傳輸被動響應端。作為主模 式的一端可以提供和控制SPI數據的傳輸啟動時間和請求，以及傳輸時鐘SPI_CLK。
[0061] 因為主控晶片作為從模式，當接收到觸發信號後，啟動從模式的SPI控制器接口 開始接收圖像數據，那麼圖像採集傳感器SPIsensor作為主模式可能已經向主控晶片發送 了很多數據，而主控晶片啟動從模式的SPI控制器接口接收數據的時候，是一個隨機、不確 定的時刻，對於一幀完整的圖像數據採集是可能不同步的，即主控晶片可能不能在一幀圖 像數據的開始時刻開始接收數據。
[0062]因此在主控晶片開始接收圖像採集傳感器採集的圖像數據之前，向圖像採集傳感 器的像素採集模組發送一個復位信號，將圖像採集傳感器SPIsensor的圖像採集控制器電 路進行復位，這樣一方面不會使圖像採集傳感器SPIsensor工作參數丟失，另一方面也不 需重新初始化SPIsensor而耗費大量的時間，同時，最關鍵的是能夠保證主控晶片從圖像 採集傳感器採集當前幀數據的開始時刻接收數據，接收到的圖像數據是一幀完整的圖像。 [0063] 參見圖2所示，由圖像採集傳感器作為主模式提供傳輸時鐘SPI_CLK，通過圖像數 據傳輸線SPI_M0SI進行數據傳輸。
[0064] 步驟103 :對採集到的圖像數據進行軟體解析，完成圖像採集。
[0065] 主控晶片對採集到的圖像數據進行軟體解析，如果解析成功則可以代表當前幀圖 像採集正常，基於軟體進行圖像數據的解析，不需要再增加特殊的硬體對圖像數據的幀同 步和行同步信號進行解析。
[0066] 在本發明的一些實施例中，對採集到的圖像數據進行軟體解析可以包括：當接收 到的圖像數據長度達到與設定幀同步頭的長度相同時，然後再判斷當前幀圖像數據的幀開 始數據包是否與設定幀同步頭相同，如果是，開始對採集到的當前幀圖像數據進行軟體解 析。
[0067] 即軟體解析可以根據圖像數據的幀開始數據包長度達到與設定幀同步頭的長度 相同且解析出來的數據內容與設定幀同步頭內容相同，則認為是一幀圖像數據的開始，觸 發開始進行當前幀圖像的解析。
[0068] 對於主控晶片的SPI控制器接口，在接收數據的時候，可以有兩個狀態，其中一個 狀態是，當接收的數據量達到一定數量時，用於緩存數據的緩存Buffer會顯示空、滿、半滿 的狀態，根據這些狀態，主控晶片CPU會完成接收數據搬移處理、數量統計以及圖像數據解 析；另外一個狀態是，一定時間到達後，Buffer中沒有再數據接收的時候，顯示timeout超 時中斷狀態，則通知主控晶片CPU處理buffer中剩餘的數據。
[0069] 基於主控晶片的處理數據的方法，對採集到的圖像數據幀同步信號進行解析，當 接收的圖像數據長度與設定幀同步頭的長度相同時，例如設定幀同步頭的長度為4位元組， 且如果解析出的幀開始數據包與幀同步頭代碼內容相同，就可以認為是一幀圖像數據的開 始，對接收的每一行數據進行解析，在完成所行數據解析完成後，解析幀結束同步信號。
[0070] 具體的，在本發明的一些實施例中，對採集到的當前幀圖像數據進行軟體解析可 以包括：
[0071] 判斷當前幀圖像數據的行開始數據包是否與設定行同步頭相同；
[0072] 判斷當前幀圖像數據的行結束數據包是否與設定行結束頭相同；
[0073] 判斷當前幀圖像數據的行圖像數據量是否與設定行圖像數據量相同；
[0074] 判斷當前幀圖像數據的行數統計量是否與設定行數統計量相同；
[0075] 如果判斷結果均為是，則當前幀圖像數據採集正常，繼續通過主控晶片的SPI控 制器接口接收圖像採集傳感器採集的下一幀圖像數據。
[0076] 在本發明的一些實施例中，基於上述實施例，本發明實施例的方法還可以包括：
[0077] 如果判斷結果中的任一項為否，則通過I2C控制器接口向圖像採集傳感器的像素 採集模組發送一個復位信號，重新開始通過主控晶片的SPI控制器接口接收圖像採集傳感 器採集的新的一幀圖像數據。
[0078] 另外，在本發明的一些實施例中，在主控晶片向圖像採集傳感器發送時鐘信號之 前，實現圖像採集的方法還可以包括：
[0079] 主控晶片通過I2C控制器接口向圖像採集傳感器發送初始化信號，初始化信號包 括工作模式，配置信息以及工作頻率參數等等，以便配置圖像採集傳感器傳輸時為主模式， 並配置圖像採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，並配置SPI控制器接口的時序模式與圖 像採集傳感器的時序模式相同。
[0081] 通過主控晶片的I2C控制器接口對圖像採集傳感器的工作模式和相關參數進行 配置，相關工作頻率參數可以設定圖像採集中圖像的大小、格式等信息。SPI協議中支持四 種時序模式，根據實際情況，設置SPI控制器接口和圖像採集傳感器為相同的時序模式，才 能保證同步採集圖像數據的正確性。
[0082] 參見圖3所示，本發明實現圖像採集的方法實施例二可以包括以下步驟：
[0083] 步驟301 :主控晶片通過I2C控制器接口向圖像採集傳感器發送初始化信號，初始 化信號包括工作模式、配置信息以及工作頻率參數等待，以便配置圖像採集傳感器傳輸時 為主模式，並配置圖像採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，並配置SPI控制器接口的時序模 式與圖像採集傳感器的時序模式相同。
[0085] 步驟303 :主控晶片向圖像採集傳感器發送時鐘信號，以使圖像採集傳感器啟動 圖像數據的採集，圖像採集傳感器具有遵循SPI協議的兩線SPI接口。
[0086] 步驟304 :接收觸發信號。
[0087] 步驟305 :向圖像採集傳感器發送復位信號，通過主控晶片的SPI控制器接口接收 圖像採集傳感器採集的圖像數據。
[0088] 步驟306 :當接收到的圖像數據長度達到與設定幀同步頭的長度相同時，判斷當 前幀圖像數據的幀開始數據包是否與設定幀同步頭相同，如果是，進入步驟307,如果否，返 回步驟305。
[0089] 步驟307 :判斷當前幀圖像數據的行開始數據包是否與設定行同步頭相同，如果 是，進入步驟308,如果否，返回步驟305。
[0090] 步驟308 :判斷當前幀圖像數據的行結束數據包是否與設定行結束頭相同，如果 是，進入步驟309,如果否，返回步驟305。
[0091] 步驟309 :判斷當前幀圖像數據的行圖像數據量是否與設定行圖像數據量相同， 如果是，進入步驟310,如果否，返回步驟305。
[0092] 步驟310 :判斷當前幀圖像數據是否全部採集完成，如果是，進入步驟312,如果 否，進入步驟311。
[0093] 步驟311 :繼續通過主控晶片的SPI控制器接口接收圖像採集傳感器採集的圖像 數據，並進入步驟307。
[0094] 步驟312 :判斷當前幀圖像數據的行數統計量是否與設定行數統計量相同，如果 是，進入步驟313,如果否，返回步驟305。
[0095] 步驟313 :判斷圖像米集是否結束，如果是，進入步驟314,如果否，結束。
[0096] 步驟314 :繼續通過主控晶片的SPI控制器接口接收圖像採集傳感器採集的圖像 數據，並進入步驟306。
[0097] 另外，在本發明的一些實施例中，本發明實施例時序圖像採集的方法還可以包括： 將解析後的圖像發送到固態存儲外設或者發送給顯示屏顯示。
[0098] 通過上述實施例的說明可以看出，一般傳統的圖像採集方法，其主控晶片包含 camera控制器接口，需要採用8根數據線cam_data[7:0]，一根行同步cam_hsync，一根中貞 同步信號cam_vsync，還有圖像採集傳感器的工作時鐘cam_mclk，圖像數據傳輸時鐘cam_ pclk，以及初始化信號I2C_CLK和I2C_SDA從這種結構來看，其需要的主控晶片必須有專門 的camera控制器接口，才能和這種並口的圖像採集傳感器完成圖像的採集，解析過程。並 且這種並行接口，需要的信號線比較多，應用起來硬體上處理比較複雜，且成本較高。
[0099] 與現有技術相比，本發明實施例只需要很簡單的1根SPI時鐘線SPI_CLK和1根 圖像數據傳輸線SPI_M0SI，即可以完成圖像數據的採集和行同步，幀同步的解析。
[0100] 這樣，本發明實施例通過主控晶片上較為普及的SPI控制器接口與具有串行外設 接口的圖像採集傳感器相連，實際只需使用SPI控制器接口的時鐘信號以及數據信號兩根 信號線即可實現圖像的採集，布線簡單硬體消耗小；SPI控制器接口在主控晶片上較為普 及，不再需要特殊的帶有camera控制器的主控CPU晶片進行圖像採集，降低了成本；另外， 本發明實施例通過軟體進行圖像數據的解析，不需要SPI控制器接口再增加特殊的硬體對 數據圖像進行解析，實現靈活，更易於產品的升級換代。
[0101] 相應的，本發明還提供一種實現圖像採集的裝置實施例，參見圖4所示，該裝置包 括：
[0102] 第一發送單元401，用於向圖像採集傳感器發送時鐘信號，以使圖像採集傳感器啟 動圖像採集，圖像採集傳感器具有遵循SPI協議的兩線串行外設接口SPI，串行外設接口 SPI包括SPI時鐘線和圖像數據傳輸線；
[0103] 第一復位單元402,用於接收到觸發信號後，通過I2C控制器接口向圖像採集傳感 器的像素採集模組發送一個復位信號；
[0104] 圖像採集單元403,用於通過SPI控制器接口接收圖像採集傳感器採集的圖像數 據；
[0105] 圖像解析單元404,用於對採集到的圖像數據進行軟體解析，完成圖像採集。
[0106] 在本發明的一些實施例中，本發明實現圖像採集的裝置實施例還可以包括：
[0107] 第一初始化單元，用於通過I2C控制器接口向圖像採集傳感器發送初始化信號， 初始化信號包括工作模式、配置信息以及工作頻率參數，以便配置圖像採集傳感器傳輸時 為主模式，並配置圖像採集傳感器的時序模式；
[0108] 第二初始化單元，用於配置SPI控制器接口傳輸時為從模式，並配置SPI控制器接 口的時序模式與圖像採集傳感器的時序模式相同。
[0109] 在本發明的一些實施例中，圖像解析單元當接收到的圖像數據長度達到與設定幀 同步頭的長度相同時，判斷當前幀圖像數據的幀開始數據包是否與設定幀同步頭相同，如 果是，開始對採集到的當前幀圖像數據進行軟體解析。
[0110] 在本發明的一些實施例中，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，用於判斷當前幀圖像數據的行開始數據包是否與設定行同 步頭相同；
[0112] 第二判斷子單元502,用於判斷當前幀圖像數據的行結束數據包是否與設定行結 束頭相同；
[0113] 第三判斷子單元503,用於判斷當前幀圖像數據的行圖像數據量是否與設定行圖 像數據量相同；
[0114] 第四判斷子單元504,用於判斷當前幀圖像數據的行數統計量是否與設定行數統 計量相同；
[0115] 結果分析子單元505,用於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果均為是，則當前幀圖像數據採集正常，圖像採集單元繼 續通過SPI控制器接口接收圖像採集傳感器採集的下一幀圖像數據。
[0116] 在本發明的一些實施例中，本發明實現圖像採集的裝置實施例還可以包括：
[0117] 第二復位單元，用於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果中的任一項為否，則通過I2C控制器接口向圖像採集傳感器的 像素採集模組發送一個復位信號，圖像採集單元重新開始通過SPI控制器接口接收圖像採 集傳感器採集的新的一幀圖像數據。
[0118] 在本發明的一些實施例中，本發明實現圖像採集的裝置實施例還可以包括：
[0119] 第二發送單元，用於將解析後的圖像發送到固態存儲設備或者發送給顯示屏顯 /_J、i〇
[0120] 相應的，本發明實施例還提供一種實現圖像採集的系統實施例，同樣可以參見圖2 所示，該系統包括：
[0121] 主控晶片以及圖像採集傳感器；圖像採集傳感器具有遵循標準的SPI協議的兩線 串行外設接口SPI，主控晶片包含遵循SPI協議的SPI控制器接口，圖像採集傳感器通過 SPI控制器接口與主控晶片相連；
[0122] 圖像採集傳感器，用於圖像數據的採集；
[0123] 主控晶片，用於向圖像採集傳感器發送時鐘信號，以使圖像採集傳感器啟動圖像 數據的採集，圖像採集傳感器遵循SPI協議的兩線具有串行外設接口SPI，串行外設接口 SPI包括SPI時鐘線和圖像數據傳輸線；接收到觸發信號後，通過I2C控制器接口向圖像採 集傳感器的像素採集模組發送復位信號，開始通過主控晶片的SPI控制器接口接收圖像採 集傳感器採集的圖像數據；對採集到的圖像數據進行軟體解析，完成圖像採集。
[0124] 在本發明的一些實施例中，主控晶片還可以用於主控晶片通過I2C控制器接口向 圖像採集傳感器發送初始化信號，初始化信號包括工作模式、配置信息以及工作頻率參數， 以便配置圖像採集傳感器傳輸時為主模式，並配置圖像採集傳感器的時序模式；配置SPI 控制器接口傳輸時為從模式，並配置SPI控制器接口的時序模式與圖像採集傳感器的時序 模式相同。
[0125] 在本發明的一些實施例中，對採集到的圖像數據進行軟體解析的實現可以為：
[0126] 當接收到的圖像數據長度達到與設定幀同步頭的長度相同時，判斷當前幀圖像數 據的幀開始數據包是否與設定幀同步頭相同，如果是，開始對採集到的當前幀圖像數據進 行軟體解析。
[0127] 在本發明的一些實施例中，對採集到的當前幀圖像數據進行軟體解析的實現可以 為：
[0128] 判斷當前幀圖像數據的行開始數據包是否與設定行同步頭相同；
[0129] 判斷當前幀圖像數據的行結束數據包是否與設定行結束頭相同；
[0130] 判斷當前幀圖像數據的行圖像數據量是否與設定行圖像數據量相同；
[0131] 判斷當前幀圖像數據的行數統計量是否與設定行數統計量相同；
[0132] 如果判斷結果均為是，則當前幀圖像數據採集正常，繼續通過主控晶片的SPI控 制器接口，接收圖像採集傳感器採集的下一幀圖像數據。
[0133] 在本發明的一些實施例中，主控晶片還可以用於如果判斷結果中的任一項為否， 則通過I2C控制器向圖像採集傳感器的像素採集模組發送一個復位信號，重新開始通過主 控晶片的SPI控制器接口接收圖像採集傳感器採集的新的一幀圖像數據。
[0134] 在本發明的一些實施例中，主控晶片還可以用於將解析後的圖像發送到固態存儲 設備或者發送給顯示屏顯示。
[0135] 本系統實施例的工作原理是：
[0136] 首先使用主控晶片的I2C接口對圖像採集傳感器spisensor的工作模式和相關 參數進行初始化，在SPI協議中，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數據的傳輸啟動時間和傳輸時鐘SPI_CLK，可以定義圖像採 集傳感器spisensor的圖像數據輸出模式為主模式。然後初始化主控晶片的SPI控制器 接口作為從模式。SPI協議中支持四種時序模式，需要根據實際情況，按照圖像採集傳感器 spisensor規格書的要求，設置圖像採集傳感器spisensor和主控晶片的SPI控制器接口 為相同的時序模式，才能保證同步採集圖像數據的正確性。
[0137] 打開主控晶片的cam_mclk時鐘，向圖像採集傳感器發送時鐘信號，為spisensor 提供穩定的工作時鐘，啟動spisensor的圖像採集功能。
[0138] 根據主控系統的應用需求，在接收到系統的觸發信號後，主控晶片可以啟動圖像 採集功能，通過SPI控制器接口接收外部圖像採集傳感器spisensor外設採集發送過來的 圖像數據。
[0139] 因為主控晶片的SPI控制器接口做為從模式，因此只能被動的接收圖像採集傳感 器spisensor傳過來的數據和時鐘spi_clk。當主控晶片啟動圖像採集的應用的時候，圖 像採集傳感器spisensor做為主模式，可能已經向主控晶片的SPI控制器接口發送了很 多數據，而主控晶片啟動從模式的SPI控制器接口接收數據的時刻，是一個隨機，不確定的 時刻，對於一幀完整的圖像數據採集是不同步的，可能已經丟失了很多的數據，無法解析出 一幀完整的圖像數據。因此在主控晶片每次啟動採集之前，需要向圖像採集傳感器發送復 位信號，將spisensor的圖像採集控制器電路進行復位，其作用是讓圖像採集傳感器spi sensor丟棄當前巾貞的採集，開始下一巾貞的採集，這樣既不會使spisenor工作參數丟失，也 不會因為重新初始化spisensor耗費大量的時間，還能保證主控晶片開始採集圖像的時 候，能快速接收spisensor送出的下一巾貞圖像數據。
[0140] 圖像數據正常的傳輸順序一般如下：首先接收幀開始數據包，重複接收行開始數 據包、行圖像數據到行結束數據包，完成一幀圖像的N行圖像數據採集，最後接收幀結束數 據包。
[0141] 其中，幀開始數據包的格式如下，可以看出一共是24位共4位元組：
[0142]

【權利要求】
1. 一種實現圖像採集的方法，其特徵在於，所述方法包括： 主控晶片向圖像採集傳感器發送時鐘信號，以使所述圖像採集傳感器啟動圖像數據的 採集，所述圖像採集傳感器具有遵循SPI協議的兩線串行外設接口，所述串行外設接口 SPI 包括SPI時鐘線和圖像數據傳輸線； 主控晶片接收到觸發信號後，通過I2C控制器接口向所述圖像採集傳感器的像素採集 模組發送一個復位信號，然後開始通過SPI控制器接口接收所述圖像採集傳感器採集的圖 像數據； 對採集到的圖像數據進行軟體解析，完成圖像採集。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括： 所述主控晶片通過所述I2C控制器接口向所述圖像採集傳感器發送初始化信號，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，以便配置所述圖像採集傳感器傳 輸時為主模式，並配置所述圖像採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，並配置所述SPI控制器接口的時序模式與 所述圖像採集傳感器的時序模式相同。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述對採集到的圖像數據進行軟體解析， 包括： 當接收到的圖像數據長度達到與設定幀同步頭的長度相同時，判斷所述當前幀圖像數 據的幀開始數據包是否與設定幀同步頭相同，如果是，開始對採集到的當前幀圖像數據進 行軟體解析。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述對採集到的當前幀圖像數據進行軟 件解析，包括： 判斷所述當前幀圖像數據的行開始數據包是否與設定行同步頭相同； 判斷所述當前幀圖像數據的行結束數據包是否與設定行結束頭相同； 判斷所述當前幀圖像數據的行圖像數據量是否與設定行圖像數據量相同； 判斷所述當前幀圖像數據的行數統計量是否與設定行數統計量相同； 如果判斷結果均為是，則當前幀圖像數據採集正常，繼續通過主控晶片的SPI控制器 接口接收所述圖像採集傳感器採集的下一幀圖像數據。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括： 如果判斷結果中的任一項為否，則通過所述I2C控制器接口向所述圖像採集傳感器的 像素採集模組發送一個復位信號，重新開始通過主控晶片的SPI控制器接口接收所述圖像 採集傳感器採集的新的一幀圖像數據。
6. -種實現圖像採集的裝置，其特徵在於，所述裝置包括： 第一發送單元，用於向圖像採集傳感器發送時鐘信號，以使所述圖像採集傳感器啟動 圖像採集，所述圖像採集傳感器具有遵循SPI協議的兩線串行外設接口，所述串行外設接 口 SPI包括SPI時鐘線和圖像數據傳輸線； 第一復位單元，用於接收到觸發信號後，通過I2C控制器接口向所述圖像採集傳感器 的像素採集模組發送一個復位信號； 圖像採集單元，用於通過SPI控制器接口接收所述圖像採集傳感器採集到的圖像數 據； 圖像解析單元，用於對採集到的圖像數據進行軟體解析，完成圖像採集。
7. 根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括： 第一初始化單元，用於通過I2C控制器接口向所述圖像採集傳感器發送初始化信號， 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，以便配置所述圖像採集傳感 器傳輸時為主模式，並配置所述圖像採集傳感器的時序模式； 第二初始化單元，用於配置所述SPI控制器接口傳輸時為從模式，並配置所述SPI控制 器接口的時序模式與所述圖像採集傳感器的時序模式相同。
8. 根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述圖像解析單元當接收到的圖像數據 長度達到與設定幀同步頭的長度相同時，判斷所述當前幀圖像數據的幀開始數據包是否與 設定幀同步頭相同，如果是，開始對採集到的當前幀圖像數據進行軟體解析。
9. 根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述圖像解析單元包括： 第一判斷子單元，用於判斷所述當前幀圖像數據的行開始數據包是否與設定行同步頭 相同； 第二判斷子單元，用於判斷所述當前幀圖像數據的行結束數據包是否與設定行結束頭 相同； 第三判斷子單元，用於判斷所述當前幀圖像數據的行圖像數據量是否與設定行圖像數 據量相同； 第四判斷子單元，用於判斷所述當前幀圖像數據的行數統計量是否與設定行數統計量 相同； 結果分析子單元，用於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果均為是，則當前幀圖像數據採集正常，所述圖 像採集單元繼續通過SPI控制器接口接收所述圖像採集傳感器採集的下一幀圖像數據。 所述裝置還包括： 第二復位單元，用於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果中的任一項為否，則通過所述I2C控制器接口向 所述圖像採集傳感器的像素採集模組發送一個復位信號，所述圖像採集單元重新開始通過 SPI控制器接口接收所述圖像採集傳感器採集的新的一幀圖像數據。
10. -種實現圖像採集的系統，其特徵在於，所述系統包括： 主控晶片以及圖像採集傳感器；所述圖像採集傳感器具有遵循SPI協議的兩線串行外 設接口，所述主控晶片包含遵循SPI協議的SPI控制器接口，所述圖像採集傳感器通過SPI 控制器接口與所述主控晶片相連； 所述圖像採集傳感器，用於圖像數據的採集； 所述主控晶片為所述權利要求6-9任一項所述的實現圖像採集的裝置。
【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 優先權日:2013年8月30日
【發明者】操冬華, 胡勝發 申請人:安凱(廣州)微電子技術有限公司