图像处理方法及应用其的高速智能相机技术

一种图像处理方法及应用其的高速智能相机，图像处理方法包括：图像传感器将采集的光信号转换为原始图像数据，并将原始图像数据传输至FPGA；FPGA对原始图像数据进行预处理，生成预处理图像数据；FPGA将预处理图像数据传输至图像处理芯片；以及图像处理芯片对预处理图像数据进行处理，生成图像数据。本发明专利技术的图像处理方法通过图像处理芯片与FPGA协同工作，实现了高速、低功耗的实时图像处理，为高速智能相机的应用提供了技术基础。相机的应用提供了技术基础。相机的应用提供了技术基础。

【技术实现步骤摘要】
图像处理方法及应用其的高速智能相机


[0001]本专利技术涉及成像
，具体涉及图像处理方法及应用其的高速智能相机。

技术介绍

[0002]随着集成电路工艺水平以及传感器设计水平的提高，高速图像传感器发展迅速。高速图像传感器由于帧率高，产生的数据量大，从而对图像实时处理提出了更高的要求。目前已有的高速图像处理手段通常具有功耗高，体积大的特点，限制了高速相机系统的应用场景。因此如何设计一应用于高速智能相机的图像处理方法是当前业界一个迫切需要解决的难题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种图像处理方法及应用其的高速智能相机，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括：
[0005]作为本专利技术的一个方面，提供一种图像处理方法，应用于高速智能相机，包括：
[0006]图像传感器将采集的光信号转换为原始图像数据，并将上述原始图像数据传输至FPGA；
[0007]上述FPGA对上述原始图像数据进行预处理，生成预处理图像数据；
[0008]上述FPGA将上述预处理图像数据传输至图像处理芯片；以及
[0009]上述图像处理芯片对上述预处理图像数据进行处理，生成图像数据。
[0010]作为本专利技术的另一个方面，还提供一种高速智能相机，包括：
[0011]图像传感器，用于将采集的光信号转换为原始图像数据，并将上述原始图像数据传输至FPGA；
[0012]FPGA，用于对上述原始图像数据进行预处理，生成预处理图像数据；并且将上述预处理图像数据传输至图像处理芯片；
[0013]图像处理芯片，用于对上述预处理图像数据进行处理，生成图像数据图像。
[0014]基于上述技术方案，本专利技术相较于现有技术至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：
[0015]本专利技术提出的图像处理方法通过图像处理芯片与FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)协同工作，实现了高速、低功耗的实时图像处理，为高速智能相机的应用提供了技术基础；
[0016]通过FPGA分别与HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清多媒体接口)和光纤接口连接，实现了图像数据的实时显示与高速存储；
[0017]当FPGA与图像处理芯片准备好图像数据且存储器均空闲的情况下进行图像数据传输，最大程度上避免了图像数据的损失；
[0018]图像处理芯片进行图像处理的算法指令与参数由FPGA进行配置，且配置方式可以
为手动配置或者自动配置，配置方式更加灵活，可以适应不同应用场景的需求；
[0019]在FPGA将预处理图像数据传输给图像处理芯片之前，FPGA对原始图像数据进行预处理，以提升后续图像处理芯片的处理精度。
附图说明
[0020]图1示意性示出了本专利技术实施例提供的图像处理方法的流程图；
[0021]图2示意性示出了本专利技术实施例提供的高速智能相机的结构图；
[0022]图3示意性示出了本专利技术实施例提供的图像传感子板的结构图；
[0023]图4示意性示出了本专利技术实施例提供的图像处理母板的结构图。
[0024]【附图标记说明】
[0025]1、光学镜头
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2、壳体
[0026]3、图像处理母板
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4、图像传感子板
[0027]5、HDMI接口
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6、万兆光纤接口
[0028]7、母板插接件
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8、图像处理芯片
[0029]9、FPGA
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10、母板本体
[0030]11、子板插接件
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12、图像传感器
[0031]13、子板本体
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0033]作为本专利技术的一个方面，提供一种图像处理方法，应用于高速智能相机，参照图1，包括操作S101～操作S104。
[0034]在操作S101，图像传感器将采集的光信号转换为原始图像数据，并将原始图像数据传输至FPGA。
[0035]在操作S102，FPGA对原始图像数据进行预处理，生成预处理图像数据。
[0036]根据本专利技术的其他实施例，图像传感器生成原始图像数据后，将原始图像数据传输给FPGA，原始图像数据在FPGA内部对进行缓存，当缓存完一张完整图像数据后，对原始图像数据进行预处理。
[0037]根据本专利技术的实施例，FPGA对原始图像数据进行预处理可以包括FPGA对原始图像数据进行图像亮度调节、图像坏点修复、图像噪点抑制中的一种或多种处理。
[0038]根据本专利技术的实施例，通过FPGA对原始图像数据预处理可以增强原始图像，例如，增强原始图像的对比度及亮度等，还可以提升信噪比，提升显示质量与后续算法的准确率。
[0039]根据本专利技术的实施例，采用CMOS工艺的图像传感器由于集成度较高，各光电传感元件、电路之间的距离很近，相互之间的光、电、磁干扰较严重，导致噪声对图像质量的影响很大。在图像传感器将光信号转换为原始图像数据后先将原始图像数据发送给FPGA进行预处理，由FPGA对原始图像数据进行噪点抑制，从而生成预处理图像数据。
[0040]在操作S103，FPGA将预处理图像数据传输至图像处理芯片。
[0041]根据本专利技术的实施例，FPGA可以将预处理图像数据传输至图像处理芯片，进行进
一步的处理，以使预处理图像数据更好的满足实际应用的需求。
[0042]在操作S104，图像处理芯片对预处理图像数据进行处理，生成图像数据。
[0043]根据本专利技术的实施例，图像处理芯片在接收到来自FPGA的预处理图像数据后，进行实际的图像处理计算。该处理具有高速、高并行、可配置和低功耗的特点。
[0044]根据本专利技术的实施例，图像传感器产生的原始图像数据经过FPGA与图像处理芯片的协同处理，即图像传感器采集到原始图像数据后将原始图像数据传输给FPGA，原始图像数据经过FPGA的预处理以及图像处理芯片进一步处理并生成图像数据，从而实现图像数据的高速产生以及处理。
[0045]根据本专利技术的实施例，图像处理方法还可以包括图像处理芯片将图像数据传输至FPGA；FPGA将图像数据通过HDMI接口传输至一图像显示设备的同时，FPGA将图像数据通过光纤接口传输至一图像存储设备。
[0046]根据本专利技术的实施例，图像处理芯片在接收到来自FPGA的预处理图像数据并根据图像处理芯片中预配置的算法指令与参数进行图像处理，生成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像处理方法，其特征在于，应用于高速智能相机，包括：图像传感器将采集的光信号转换为原始图像数据，并将所述原始图像数据传输至FPGA；所述FPGA对所述原始图像数据进行预处理，生成预处理图像数据；所述FPGA将所述预处理图像数据传输至图像处理芯片；以及所述图像处理芯片对所述预处理图像数据进行处理，生成图像数据。2.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，还包括：所述图像处理芯片将所述图像数据传输至所述FPGA；所述FPGA将所述图像数据通过HDMI接口传输至一图像显示设备的同时，所述FPGA将所述图像数据通过光纤接口传输至一图像存储设备。3.如权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，在所述FPGA将所述预处理图像数据传输至图像处理芯片之前，所述FPGA已经生成预处理图像数据，且所述图像处理芯片的内部存储器空闲；在所述图像处理芯片将所述图像数据传输至所述FPGA之前，所述图像处理芯片已经生成图像数据，且所述FPGA的接收端存储器空闲。4.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，还包括：所述FPGA通过调试接口，对所述图像处理芯片配置运行用算法指令与参数；或者所述FPGA从非易失存储器中读取算法指令与参数，并将所述算法指令与参数传输至所述图像处理芯片，实现对所述图像处理芯片自动配置运行用算法指令与参数。5.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述FPGA对所述原始图像数据进行预处理包括：所述FPGA对所述原始图像数据进行图像亮度调节、图像坏点修复、图像噪点抑制中的一种或多种处理。6.如权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，所述图像数据包括图像信息和标签信息；所述FPGA将所述图像数据通过HDMI接口传输至一图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：程力，窦润江，刘力源，刘剑，吴南健，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：