一种图像快速调光系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及图像处理领域，具体涉及一种图像快速调光系统及方法，公开一种图像快速调光系统，包括，CMOS图像传感器，用于采集图像数据并将图像数据传送到芯片系统；芯片系统，包括，CPU处理单元，用于接收CMOS图像传感器传送的图像数据，根据所述图像数据计算当前图像所需的增益值和曝光值，并通过IIC控制单元将增益值和曝光值发送到CMOS图像传感器；IIC控制单元，通过burst模式接收所述CPU处理单元写入的所述增益值、曝光值以及相应的地址信息并存储到数据存储FIFO中，并将数据存储FIFO中的数据传输到CMOS传感器，当数据存储FIFO中数据传输完成后通过中断上报给CPU处理单元。

An image fast dimming system and method

【技术实现步骤摘要】
一种图像快速调光系统及方法
本专利技术涉及图像处理领域，具体涉及一种图像快速调光系统及方法。
技术介绍
条码识读是将条码图像转换为数据信息的技术，主要由条码图像采集和解码处理两个部分构成。条码图像采集通过光学图像传感器扫描条码图像，将光信号转换为电信号。解码处理将采集的电信号按照一定的规则翻译成相应数据信息的过程。条码的识读设备依识读原理的不同可分激光识读设备、线性CCD识读设备、面阵CMOS/CCD识读设备。在研发和生产条码识读设备的过程中，为保证识读设备的识别能力，需要对设备进行条码解码测试，来发现识读设备的不足之处，通过对测试的数据和采集图片进行分析，改进图像采集和解码技术来提高识读条码的性能。目前识读设备的图像调光过程为：首先通过CPU的图像控制器将外部的CMOS摄像头的图像数据采集到内存中，等待采集完毕后CPU开始计算相应区域图像的平均亮度值，并根据计算出的亮度值进行曝光值和增益值的计算，计算后的值通过IIC总线下发到CMOS摄像头芯片。CPU计算平均亮度值需要占用CPU时间，从而产生迟滞，使得无法精确的通过IIC下发增益值和曝光值；另外，通用的IIC控制器下发增益值和曝光值也需要占用CPU资源，而无法将CPU资源最大化的给解码使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种快速计算出平均亮度使得图像曝光值和增益值无迟滞精准下发以及可释放出CPU资源的快速调光系统及方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种图像快速调光系统，包括CMOS图像传感器，用于采集图像数据并将图像数据传送到芯片系统；芯片系统，包括，CPU处理单元，用于接收CMOS图像传感器传送的图像数据，根据所述图像数据计算当前图像所需的增益值和曝光值，并通过IIC控制单元将增益值和曝光值发送到CMOS图像传感器；IIC控制单元，通过burst模式接收所述CPU处理单元写入的所述增益值、曝光值以及相应的地址信息并存储到数据存储FIFO中，并将数据存储FIFO中存储的所述曝光值和增益值按照所述相应的地址传输给CMOS传感器，当数据存储FIFO中数据传输完成后通过中断上报给CPU处理单元。其中，所述芯片系统还包括：多路驱动单元，用于接收CMOS传感器传输的图像数据，将图像数据复制成两路并分别传输给CPU处理单元和平均亮度计算单元；平均亮度计算单元，用于计算由所述CPU处理单元预配置的图像起始位置至图像结束位置内图像数据的平均亮度值，并将所述平均亮度值通过中断上报到CPU处理单元。其中，所述平均亮度计算单元从所述预配置的图像起始位置开始实时累加接收到的图像数据直至预配置图像结束位置，将累加结果数据除以累加数据个数获得平均亮度值。其中，所述平均亮度计算单元包括起始坐标寄存器、宽高设置寄存器、信号产生单元、累加计算单元、除法求平均单元以及平均亮度寄存器，CPU处理单元通过对起始坐标寄存器以及宽高设置寄存器的数据写入进行图像起始位置和图像结束位置的预配置；信号产生单元用于根据行场信号以及图像起始位置和结束位置来确定有效累计信号区间，，所述累加计算单元用于在有效累计信号区间内进行实时图像数据累计，所述除法求平均单元用于在有效累计信号区间结束时计算平均亮度值。其中，所述平均亮度计算单元包括一图像格式寄存器，所述CPU处理单元根据CMOS图像传感器传输的图像格式对图像格式寄存器进行配置以适应累加计算单元的累加计算。其中，所述平均亮度计算单元适用于RAW格式、RGB格式以及YUV格式图像的平均亮度计算。其中，所述IIC控制单元包括FIFO控制寄存器、数据存储FIFO、burst写控制模块、burst写模式寄存器，所述burst写模式寄存器用于启动或关闭burst模式，当处于burst工作模式时，CPU处理单元通过FIFO控制寄存器将相应的写操作地址和写操作数据存入到数据存储FIFO中后，启动burst写控制模块，将数据存储FIFO中的数据依次发送到CMOS图像传感器中。其中，所述CPU处理单元通过FIFO控制寄存器写入多组写操作地址以及写操作数据，所述写操作地址为所述CMOS图像传感器的物理地址以及CMOS图像传感器中需要写入数据的地址，所述写操作数据为增益值或曝光值。其中，所述CPU处理单元接收到所述平均亮度计算单元上报的平均亮度值后，与预设的亮度期望值进行比对，计算出所需的曝光值以及增益值。一种图像快速调光方法，包括以下步骤：由CMOS图像传感器采集图像数据并将图像数据传送到芯片系统；多路驱动单元接收CMOS传感器传输的图像数据，将图像数据复制成两路并分别传输给CPU处理单元和平均亮度计算单元；CPU处理单元根据图像数据计算当前图像所需的增益值和曝光值，并通过IIC控制单元将增益值和曝光值发送到CMOS图像传感器；IIC控制单元通过burst模式接收所述CPU处理单元写入的所述增益值、曝光值以及相应的地址信息并存储到数据存储FIFO中，并将数据存储FIFO中的数据传输到CMOS传感器，当数据存储FIFO中数据传输完成后上报中断给CPU处理单元。本专利技术的有益效果为：本专利技术采用的图像调光系统集成具有burst功能的IIC控制单元，内部集成了数据存储FIFO，CPU处理单元只需通过burst功能将需要写入的地址以及对应的数据写入数据存储FIFO中，启动一次发送，IIC控制单元将FIFO中的地址和对应的数据一一对应进行发送，待发送完成后通过中断上报给CPU处理单元。这样就完成了一次调光操作，在整个过程中，CPU处理单元只在关键位置参与计算以及发送，提高了芯片系统中CPU处理单元的使用效率；本专利技术的图像调光系统将平均亮度计算功能硬件化，整个平均亮度的计算过程在预配置时间结束就完成了平均亮度的计算，完成后通过中断上报到CPU处理单元，告知其当前平均亮度已计算完毕。一方面，平均亮度值在图像传输完成即计算出结果，克服了现有技术中在图像传输结束后由CPU处理单元计算而导致的时间延迟，因而亮度的调节更加精准，另一方面，无需占用CPU处理单元的资源，从而将CPU资源最大化的给解码使用。附图说明图1为本专利技术实施例1中快速调光系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例1中IIC控制单元的硬件实现结构示意图；图3为本专利技术实施例2中快速调光系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例2中平均亮度计算单元的硬件实现结构示意图；图5为本专利技术实施例2中平均亮度计算单元计算平均亮度计算完成的位置示意图；图6为本专利技术实施例2中起始坐标寄存器和宽高设置寄存器设置的示意图；图7为本专利技术实施例2中平均亮度计算单元的硬件实现结构示意图；图8为本专利技术实施例3中快速调光系统的结构示意图；图9为本专利技术实施例4中IIC控制单元的硬件实现结构示意图。其中，附图标号为：1-CMOS图像传感器、2-芯片系统、21-CPU处理单元、22-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像快速调光系统，其特征在于：包括/nCMOS图像传感器，用于采集图像数据并将图像数据传送到芯片系统；/n芯片系统，包括，/nCPU处理单元，用于接收CMOS图像传感器传送的图像数据，根据所述图像数据计算当前图像所需的增益值和曝光值，并通过IIC控制单元将增益值和曝光值发送到CMOS图像传感器；/nIIC控制单元，通过burst模式接收所述CPU处理单元写入的所述增益值、曝光值以及相应的地址信息并存储到数据存储FIFO中，并将数据存储FIFO中存储的所述曝光值和增益值按照所述相应的地址传输给CMOS传感器，传输完成后通过中断上报给CPU处理单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像快速调光系统，其特征在于：包括
CMOS图像传感器，用于采集图像数据并将图像数据传送到芯片系统；
芯片系统，包括，
CPU处理单元，用于接收CMOS图像传感器传送的图像数据，根据所述图像数据计算当前图像所需的增益值和曝光值，并通过IIC控制单元将增益值和曝光值发送到CMOS图像传感器；
IIC控制单元，通过burst模式接收所述CPU处理单元写入的所述增益值、曝光值以及相应的地址信息并存储到数据存储FIFO中，并将数据存储FIFO中存储的所述曝光值和增益值按照所述相应的地址传输给CMOS传感器，传输完成后通过中断上报给CPU处理单元。


2.如权利要求1所述的一种图像快速调光系统，其特征在于：所述芯片系统还包括：
多路驱动单元，用于接收CMOS传感器传输的图像数据，将图像数据复制成两路并分别传输给CPU处理单元和平均亮度计算单元；
平均亮度计算单元，用于计算由所述CPU处理单元预配置的图像起始位置至图像结束位置内图像数据的平均亮度值，并将所述平均亮度值通过中断上报到CPU处理单元。


3.如权利要求2所述的一种图像快速调光系统，其特征在于：所述平均亮度计算单元从所述预配置的图像起始位置开始实时累加接收到的图像数据直至预配置图像结束位置，将累加结果数据除以累加数据个数获得平均亮度值。


4.如权利要求3所述的一种图像快速调光系统，其特征在于：所述平均亮度计算单元包括起始坐标寄存器、宽高设置寄存器、信号产生单元、累加计算单元、除法求平均单元以及平均亮度寄存器，CPU处理单元通过对起始坐标寄存器以及宽高设置寄存器的数据写入进行图像起始位置和图像结束位置的预配置；信号产生单元用于根据行场信号以及图像起始位置和结束位置来确定有效累计信号区间，，所述累加计算单元用于在有效累计信号区间内进行实时图像数据累计，所述除法求平均单元用于在有效累计信号区间结束时计算平均亮度值。


5.如权利要求4所述的一种图像快速调光系统，其特征在于：所述平均亮度计算单元包括一图像格式寄存器，所述CPU处...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁彦郡，庄国梁，胡伦育，吴辉隆，
申请(专利权)人：新大陆数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35