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專利名稱：Cdd/cmos傳感器檢測用的圖像處理方法和系統的制作方法
CDD/CMOS傳感器檢測用的圖像處理方法和系統本發明涉及數字圖像處理領域，在處理過程中，對圖像的每個像素都進行 了同樣的處理。更具體地講，本發明涉及采集有圖像的CDD或CMOS傳感器檢測用的數 字圖像處理，并且提供了一種加速處理的方法或系統，因而加快了對圖像傳感 器的檢測速度。單色圖像由一些像素組成，每個像素都帶有亮度信息。彩色圖像是通過 濾光鏡使像素對基本色敏感而獲取的。例如，使用Bayer濾光鏡交替提供綠、 紅、綠、藍、綠、紅、綠、藍等像素。圖像傳感器是一種將光強度和色彩限定的圖像轉換成一個個像素和電信 號的裝置，典型地用于圖像處理、傳輸、存檔、或在不同的顯示載體上顯示圖 像。光敏器件，通常指光二極管或光MOS，用于將像素水平接收到的光子流 轉換成電子流。曝光期間，這種電子流在連接于像素的聚光鏡中累加。曝光結束后，聚光鏡接線柱的電壓、電荷直接以電壓的形式傳輸到傳感 器的外部(用電子耦合器件CCD傳感器時，根據anglosaxon《Charge Coupled Device》的首字母縮寫)，或用數/模轉換器轉換成二進制編碼(用CMOS傳感 器時)，然后以數字信號的方式傳輸。通過電子采集卡作為待檢測的CMOS或CCD傳感器與圖像存儲器之間的 接口，時序地采集素像構成圖像。每個傳感器的檢測指一個像素接一個像素地分析傳感器提供的圖像。分析 的目的在于發現壞塊，并進行必要的調節(校正、校準等)。可以根據不同的記錄格式，用編碼數字大小，無符號整數、有符號整數或 有符號浮點表示每個像素的亮度。用數值表示每一個像素，用數值表表示一幅 圖像。圖像分析在于對數值表進行運算處理(即典型的基本運算組合)，其結果用于評價傳感器的良好運行狀態。快速傅里葉變換除外，圖像處理在于對每個像素進行基本運算的組合。圖l中，數字圖像處理系統IO用于檢測圖像采集用的傳感器1。系統IO 包括處理器3、存儲器4和位于處理器3和存儲器4之間的存儲器訪問控制器如上所述，檢測在于對傳感器1采集的一幅圖像的每個組成像素都進行同 種運算。典型地采用電子采集卡2連接傳感器1和系統10。卡2通過系統總線6 精確地與系統10相連。通過總線6，卡2以數值表形式向系統10的存儲器4傳輸一幅或多幅圖像。然后，系統10的處理器3處理圖像。然而，這種處理相對時間較長；處 理速度取決于處理器3的運算單元和UAL邏輯單元以及存儲器4和處理器3 之間的總線的傳輸速率。CMOS/CDD圖像傳感器的檢測需要較長時間的運算，其結果是這種耗時 導致傳感器生產成本增加，甚至可以達到傳感器總生產成本的30%。因此，需要一種技術來縮短傳感器的檢測時間，以降低CMOS或CCD圖 像傳感器的生產成本。曾經建議使用多處理器系統，不同的處理器并行運算，以加速信息處理。 但這種單電子卡的不同處理器系統共用一個存儲器。這時，這些處理器為訪問 各自儲存的數據而相互竟爭，這時，存儲器的訪問傳輸帶形成瓶頸，這種系統 限制了處理速度。顯然，這樣的系統不能完全滿足需要。本發明的目的在于滿足上述快速檢測CMOS/CDD圖像傳感器的需求。因 此， 一方面，本發明涉及圖像傳感器(1)的檢測系統，用來檢測傳感器提供 的圖像，在處理過程中，對圖像的每個像素都進行相同的處理，其特征在于該 傳感器包括多個處理模塊，每個模塊包括帶有圖像區的存儲器，用于存儲傳感器提供的待處理圖像；與存儲器相連的處理器，用于處理圖像區存儲的圖像的像素組。本系統的其他非限定的優選方面如下每個處理模塊的存儲器還設有控制區，用于給處理模塊的處理器指定待處理的像素組；處理器都單獨接受指令處理該圖像的不同像素組；每個處理模塊的存儲器還設有程序區，用于以所述模塊(MTrMT4)的處 理器(PrP4)能執行的指令格式存儲運算；每個處理模塊的存儲器還設有狀態區，用于存儲所述模塊處理器完成運算 的狀態；系統還包括通過圖像總線與每個處理模塊的圖像區相連的電子采集卡，以 保證每個處理模塊的圖像區同時存儲圖像；系統還包4舌通過系統總線與電子采集卡相連的中心單元，電子釆集卡通過 局域總線與每個模塊相連，通過系統總線和每個局域總線，中心單元能控制每 個處理模塊的處理器進行上述運算和整理每個處理模塊的處理器的處理結果；系統用的傳感器是CDD或CMOS傳感器。根據本發明的第二方面，本發明提供了一種圖像傳感器的檢測方法，用來 檢測傳感器提供的圖像，在處理過程中，對圖像的每個像素進行相同的處理， 其特征在于該檢測方法包括如下步驟在多個處理模塊中存儲上述圖像；在每個處理模塊中處理上述圖像的每個像素組。本方法的另些非局限性的優選方面如下每個處理模塊存儲階段都是同時完成的；每個模塊中的運運算階段都是同時完成的；本方法包括(參數)傳輸階段，給每個處理模塊傳輸待處理像素組的參數； 本方法包括(狀態)傳輸階段，在該階段中，每個處理模塊都向中心單元傳輸運算階段的完成狀態；然后，每個處理模塊都向中心單元傳輸運算階段的結果。 通過閱讀下述詳細說明(最佳實施方式，僅作為非限定性示例)、參考以下附圖(圖l除外)就可以更清楚本發明的其他方面、目的和優點 圖2是本發明第一方面的實施方式所實現的系統的示意圖； 圖3表示給處理模塊的每個存儲器裝載待處理圖像的示意圖；圖4表示不同處理模塊處理一幅圖像的示意圖。總的來講，本發明建議增加使用處理器的數量和加大圖像存儲器和處理器之間的數據流量比例，來提高處理來自CMOS或CCD傳感器的圖像的速度。如前所述，這種用于檢測CDD或CMOS傳感器的處理在于對傳感器獲取 的一幅圖像的每個像素都進行相同的運算(即基本運算的組合)。為加快運算速度，本發明建議每個處理器只對圖^f象的 一部分進行這種基本 運算組合。這時，處理速度與處理器的使用數量成正比。另外，為了不受存儲器訪問傳輸帶的限制,本發明還為每個處理器都配備 了單獨的存儲器。圖2表示本發明第一個方面能實施的一種數字圖像的處理系統。如

圖1所示的現有技術的處理系統，本發明處理系統與采集卡2相連，采 集卡采集來自待檢測的傳感器1 ( CDD或CMOS傳感器)的圖像。本系統包括中心單元20和多個處理模塊MTrMT4。中心單元20的結構與圖1中的系統10的中心單元類似。單元20包括處 理器23，存儲器24和存儲器訪問控制器25，存儲器訪問控制器用于處理器 23和存儲器24之間的數據交換。單元20通過總線系統26與電子采集卡2相 連。然而，與圖l表示的現有技術中的系統10的區別在于本發明處理器23 沒有裝載待處理的圖像，而存儲器24也不用于存儲待處理的圖像。所有處理模塊都具有相同的結構，為了清晰明了，圖2只表示了模塊MT, 的組成部件。每個模塊MT,-MT4都包括-處理器P廣P4; 通過存儲器訪問控制器CAM連接在處理器上的存儲器，包括 圖像區I,用于存儲一幅待檢測的圖像；程序區P，用于以處理器能執行的指令格式存儲檢測運算(基本運算組 合)；指令區C,用于在中心單元20和處理器PrP4之間傳輸指令； 狀態區E，用于處理器P!-P4和中心單元20之間傳輸處理狀態。 這里需要指出的是基本運算可以在程序區P中以程序庫的形式集中。每個處理模塊的運算都是相同的，每個處理器都執行相同的處理。最好，每個處理模塊MTVMT4的圖像區I通過圖像總線直接與采集卡 2相連。可以通過每個圖像總線BIrBI4，同時給處理^i塊MTVM丁4的每個圖像區 I裝載一幅或多幅待處理的圖像(待處理圖像像素的數值表形式)。每個處理模 塊所存儲的一幅或多幅圖像都相同。另外， 一條局域總線BL,-BL4可以將每個處理模塊MT!-MT4存儲器的指 令區C和狀態區E與采集卡2相連，再通過系統總線26與中心單元20相連。控制每個處理器對圖像的像素組，即圖像的一部分都進行同樣的圖像處理 (運算處理，即基本運算組合)。為此，每個處理器都完成了各自存儲器的程序區P所裝載的運算(能處理 的格式)。對一幅圖^^的不同部分進行相同的處理，中心單元20的處理器23需要傳 輸參數，尤其是用于訪問圖像處理區的參數。在參數傳輸階段，通過局域總線BLrBL4將這些參數傳送給每個處理模塊 MT廣MT4，將其存儲在每個處理模塊的處理器PrP4的控制區C。這些參數主要用于指導處理器該處理哪個圖像區。當處理器完成指定的圖像區的運算后，處理工序結束，處理器給中心處理 單元20發信號，傳輸狀態。狀態被處理器記錄在存儲器的狀態區E，然后通 過局域總線傳輸給采集卡2,采集卡2再通過系統總線26將該狀態傳送給中 心單元20。然后，通過系統總線將處理的圖像或處理結果傳送給中心單元的處理器。 圖3簡要說明了通過圖像總線BI!-Bl4，從采集卡2向不同的處理模塊MTrMT4裝載圖像Irl3，實現對傳感器1的檢測。圖像IrI3同時存儲在每個處理模塊MT>MT4的圖像區I中。換句話說，同時給每個處理模塊傳輸相同的圖像數據，這樣需要處理的時間相對地縮短。尤其是，這樣的運行方式不需要對來自傳感器1的待檢測圖像流進行選擇。每個處理模塊MTrMT4的處理器PrP4同時進行運算(每個處理模塊的程序區P裝載)處理一幅或多幅處理模塊的每個圖像區I存儲的圖像I,-l3。每個處理器由中心單元20控制，存儲器的控制區C通過局域總線傳送指令。尤其是，控制區c給處理器傳送該處理的圖像像素組的參數。另夕卜，通過給每個處理器配備各自的存儲器，可以最大限度地加快一幅或 多幅圖像的處理速度。圖4示意地地表示了不同處理模塊MTrMT4處理的一幅圖像I。分別控制處理器P,-P4,對圖像I,的不同像素組，即圖像的不同部分進行 運算(每個處理模塊的程序區P裝載)。如圖4所示，處理器？1運算處理圖像1,的a部分(像素組)，處理器P2 運算處理圖像I,的b部分，處理器P3運算處理圖像I,的c部分，處理器P4運 算處理圖像I,的d部分。顯然，以優選的方式，將a、 b、 c、 d部分組合在一起就構成了完整的圖 像L，通過不同的處理模塊同時對圖像h的a、 b、 c、 d部分進行處理就完整 地處理了這幅圖像。只要處理器P,-P4完成圖i"象的部分處理，它就通過局域總線BLrBL4將完 成狀態傳送給采集卡2，采集卡2再通過系統總線26將該狀態傳輸給中心單 元20。然后，再通過系統總線26將處理的圖像或處理結果轉送給中心單元20 的處理器23。
權利要求
1.一種圖像傳感器(1)的檢測系統，用來檢測傳感器(1)提供的圖像(I1-I3)，在處理過程中，對圖像的每個像素都進行相同的運算處理，其特征在于，該傳感器包括多個處理模塊(MT1-MT4)，每個模塊包括帶有圖像區(I)的圖像存儲器；與存儲器相連的處理器(P1-P4)，用于處理圖像區(I)中存儲圖像的像素組。
2. 根據前述權利要求所述的系統，其特征在于每個處理模塊(MTVMT4) 的存儲器還設有控制區(C),用于給處理模塊(MTrMT4)的處理器(PrP4) 指定待處理的像素組(a、 b、 c、 d)。
3. 根據前述權利要求中任一權利要求所述的系統，其特征在于所述的每 個處理器(PrP4)都單獨接受指令處理該圖像的不同像素組(a、 b、 c、 d)。
4. 根據前述權利要求中任一權利要求所述的系統，其特征在于每個處理 模塊(MT>MT4)的存儲器還設有程序區(P),用于以所述模塊(MTrMT4) 的處理器(PrP4)能執行的指令格式存儲運算。
5. 根據前述權利要求中任一權利要求所述的系統，其特征在于每個處理 模塊(MTrMT4)的存儲器還設有狀態區(E)，用于存儲所述模塊的處理器執 行運算的狀態。
6. 根據前述權利要求中任一權利要求所述的系統，其特征在于還包括電 子采集卡(2)，通過圖像總線(BI廣BLt)與每個處理模塊(MTVMT4)的圖像 區(I)相連，以保證圖像在每個處理模塊(MTVMT4)的圖像區(I)中同時 存儲。
7. 根據前述權利要求中任一權利要求所述的系統，其特征在于還包括中 心單元(20),通過系統總線(26)與電子采集卡(2)相連，電子釆集卡(2) 通過局域總線(BLrBL4)與每個模塊相連，通過系統總線(26)和每個局域 總線(BLrBL4 ),中心單元能控制每個處理模塊的處理器進行上述運算和整理 每個處理模塊的處理器的處理結果。
8. 根據前述權利要求中任一權利要求所述的系統，其特征在于傳感器是CDD或CMOS傳感器。
9. 一種圖像傳感器(1 )的檢測方法，用來檢測傳感器(1 )提供的圖像 (Ii-l3),在處理過程中，對圖像的每個像素都進行相同的處理，其特征在于該檢測方法包括如下步驟在多處理模塊(MTrMT3 )中存所述儲傳感器(1 )提供的待處理圖像(1廣13); 在每個處理模塊中處理上述圖像(IrI3)的每個像素組(a、 b、 c、 d)。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特征在于在每個處理模塊中存儲階段 都是同時進行的。
11. 根據權利要求9或IO所述的方法，其特征在于在每個處理模塊中運 算階段都是同時進行的。
12. 根據權利要求9到11中任一權利要求所述的方法，其特征在于還包 括參數傳輸階段，用于給每個處理模塊傳輸待處理像素組的參數。
13. 根據權利要求9到12中任一權利要求所述的方法，其特征在于包括 狀態傳輸階段，在該階段中，每個處理模塊都向中心單元傳輸運算階段的完成 狀態。
14. 根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其特征在于每個處理 模塊都向中心單元傳輸運算階段的結果。
全文摘要
本發明的第一方面涉及圖像傳感器(1)的檢測系統，用來檢測傳感器(1)提供的圖像(I₁-I₃)，在處理過程中，對圖像的每個像素都進行同樣的處理，其特征在于該傳感器包括多個處理模塊(MT₁-MT₃)，每個模塊都包括帶有圖像區(I)的圖像存儲器；與存儲器相連的處理器(P1-P4)，用于處理圖像區(I)中存儲圖像的像素組。本發明還涉及圖像傳感器(1)的檢測方法，用來檢測傳感器(1)提供的圖像(I₁-I₃)，在處理過程中，對圖像的每個像素都進行相同的處理，其特征在于該檢測方法包括以下步驟在多個處理模塊(MT₁-MT₃)中存儲上述圖像(I₁-I₃)；在每個處理模塊中對圖像的像素組(a、b、c、d)進行運算處理。
文檔編號G01R31/26GK101268702SQ200680034798
公開日2008年9月17日 申請日期2006年9月21日 優先權日2005年9月23日
發明者洛朗·迪弗雷舒, 讓-克洛德·勒克萊爾, 雅克·亨尼斯 申請人:信息與電子工作室