CN101739363A - 控制图像传感器的设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制图像传感器的设备及其方法。该方法包括：接收图像请求；加载具有与多个图像传感器分别相关的多个数据组的图像文件；检索所述图像文件的所述多个数据组作为对所述图像请求的响应，其中所述多个数据组的每一个包括与所述多个图像传感器的其中一个相关的识别数据和相应配置数据；当所述识别数据与所述图像传感器相匹配时辨认出所述图像传感器；和用所述相应配置数据配置所述图像传感器。本发明可使摄像系统更加灵活并方便用户，且可以降低摄像系统的成本。

Description

控制图像传感器的设备及其方法

技术领域

本发明涉及一种摄像系统，尤指一种用于控制摄像系统的图像传感器的设备及方法。

背景技术

近年来，具有图像获取功能的电子设备广受用户欢迎。通常，用于电子设备，例如个人计算机或移动电话的摄像模块包括一个图像传感器，用于采集入射光并形成图像的电子呈现。也就是说，图像传感器是可以把光图像信号转换为电图像信号的半导体设备。图像传感器具有不同类型。不同类型的图像传感器需要不同的配置数据以便设置相应的工作参数。摄像模块可以包括一个电可擦除可编程只读存储器(E2PROM)以用来存储图像传感器的配置数据。然而，采用E2PROM可增加摄像模块的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种控制图像传感器的设备及方法，使摄像系统更加灵活并且方便用户使用。

为解决上述技术问题，本发明提供一种控制图像传感器的计算机可执行方法，所述方法包括：接收图像请求；加载具有与多个图像传感器分别相关的多个数据组的图像文件；检索所述图像文件的所述多个数据组作为对所述图像请求的响应，其中所述多个数据组的每一个包括与所述多个图像传感器的其中一个相关的识别数据和相应配置数据；  当所述识别数据与所述图像传感器相匹配时辨认出所述图像传感器；和用所述相应配置数据配置所述图像传感器。

本发明所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，所述计算机可执行方法还包括：当所述数据组不包括与所述图像传感器相匹配的所述识别数据时，更新所述图像文件。

本发明所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，所述计算机可执行方法还包括：确定所述图像传感器支持的通信协议。

本发明所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，所述通信协议从包括串行摄像机控制总线协议和内部集成电路总线协议的组中选择。

本发明所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，所述辨认出所述图像传感器的步骤还包括：根据所述识别数据的地址值获取所述图像传感器的远程识别值；和当所述远程识别值与所述识别数据的本地识别值一致时辨认出所述图像传感器。

本发明所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，所述计算机可执行方法还包括：由用户模式程序发出所述图像请求。

本发明所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，所述计算机可执行方法还包括：调用核心模式接口驱动，以与所述图像传感器通信。

本发明所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，所述核心模式接口驱动包括通用串行总线驱动。

本发明所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，所述图像传感器从包括电荷耦合器件图像传感器和基于互补金属氧化物半导体主动型像素传感器的组中选择。

本发明还提供一种具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读媒介，所述组件包括：存储了与多个图像传感器分别相关的多个数据组的图像文件，其中所述多个数据组的每一个包括与所述多个图像传感器的其中一个相关的识别数据和相应配置数据；响应图像请求而检索所述多个数据组以便当所述识别数据匹配所述图像传感器时辨认出所述图像传感器的识别组件；和用所述相应配置数据配置所述图像传感器的配置组件。

本发明所述的具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读介质，所述计算机可读介质还包括：更新组件，用于当所述多个数据组不包括与所述图像传感器相匹配的所述识别数据时更新所述图像文件。

本发明所述的具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读介质，所述计算机可读介质还包括：确定组件，用于确定所述图像传感器支持的通信协议。

本发明所述的具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读介质，所述识别组件还包括：获取组件，用于根据所述识别数据的地址值获取所述图像传感器的远程识别值；和辨认组件，用于当所述远程识别值与所述识别数据的本地识别值一致时辨认出所述图像传感器。

本发明所述的具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读介质，所述计算机可读介质还包括：用户模式程序，用于发出所述图像请求。

本发明所述的具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读介质，所述计算机可读介质还包括：核心模式接口驱动，用于被调用时与所述图像传感器通信。

本发明还提供一种控制多个图像传感器的设备，所述设备包括：处理指令并且生成控制命令的处理器；与所述处理器连接并且存储所述指令的存储器，其中所述指令包括可以辨认具有多种传感器类型的所述多个图像传感器并且可以用与辨认出的传感器类型相对应的配置数据配置所述多个图像传感器的通用摄像驱动；与所述处理器连接并且向所述多个图像传感器传送所述控制命令的摄像接口；和与所述处理器和所述摄像接口连接的总线，所述总线在所述存储器和所述处理器之间传送所述指令并且在所述处理器和所述摄像接口之间传送所述控制命令。

本发明所述的控制多个图像传感器的设备，所述通用摄像驱动包括存储了与所述多个图像传感器分别相关的多个数据组的图像文件。

本发明所述的控制多个图像传感器的设备，所述图像文件被更新以包括与具有所述通用摄像驱动不能辨认的传感器类型的图像传感器相关的额外数据组。

本发明所述的控制多个图像传感器的设备，所述通用摄像驱动确定所述多个图像传感器分别支持的通信协议。

本发明所述的控制多个图像传感器的设备，所述图像传感器包括CCD图像传感器和CMOS主动型像素传感器。

与现有技术相比，本发明控制图像传感器的设备具有可以支持不同图像传感器的通用摄像驱动。因此，摄像系统更加灵活并且方便了用户。

本发明的其它特性和优点将在以下的详细描述并结合图示的说明中更为明显。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的摄像系统的框图。

图2是根据本发明一个实施例的驱动模块的框图。

图3是根据本发明一个实施例的控制图像传感器的方法的流程图。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行阐述。本发明将结合一些具体实施例进行阐述，但本发明不限制于这些具体实施例。对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

以下的具体实施方式中的某些部分是以进程、逻辑块、处理过程和其他对计算机存储器中数据位的操作的象征性表示来呈现的。这些描述和表示法是数据处理领域内的技术人员最有效地向该领域内的其他技术人员传达他们工作实质的方法。在本申请中，一个进程、逻辑块、处理过程或相似的事物，被构思成有条理的步骤或指令的序列以实现想要的结果。所述的步骤是需要对物理量进行物理操作的步骤。通常，但不是必然的，这些物理量的形式可为电或磁信号，可在计算机系统中被存储、传输、合并、比较等等。

然而，应该明白的是，这些术语及其相似表述都与适当的物理量相关，并仅仅是运用于这些物理量的便利的标记。除非在之后的讨论中特别说明，在本申请的全部内容中，运用“接收”、“加载”、“检索”、“辨认”、“配置”、“确定”、“获取”、“请求”、“调用”或类似术语之处，指的都是计算机系统或类似电子计算设备中的操作和处理过程，所述的计算机系统对以物理(电子)量形式存储于所述计算机系统的寄存器和存储器中的数据进行操作，并转换为类似地以物理量形式存储于所述计算机系统的寄存器、存储器或其他此类信息存储、传输或显示设备中的其他数据。

在此所述的实施例是以计算机可执行指令为讨论的大背景的，所述的计算机可执行指令可位于某种形式的计算机可用的介质(如程序模块)中，被一个或多个计算机或其他设备执行。通常，程序模块包括可执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例行程序、编制程序、对象、元件、数据结构等。所述程序模块将在不同的实施例中结合或分开描述。

作为举例，且并不局限于其中，计算机可用的介质可包括计算机存储介质和通讯介质。计算机存储介质包括以任何方法或技术实现的用以存储信息的易失性和非易失性的、移动和不可移动的介质，所述信息可为计算机可读的指令、数据结构、程序模块或其他数据。计算机存储介质包括(但不局限于)：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他存储器技术、光盘ROM(CD-ROM)、多功能数码光盘(DVD)或其他光学存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储器或其他磁的存储器设备、或任何其他可被用来存储所需信息的介质。

通讯介质可具体化为计算机可读的指令、数据结构、程序模块或其他已调制的数据信号(如载波或其他传输机制)中的数据，并包括任何信息传输介质。所述的“已调制的数据信号”指一个有一个或多个特征集或遵循某种信号信息编码方式变化的信号。作为举例，且并不局限于其中，通讯介质包括有线介质，如有线网络或直线连接；和无线介质，如声学的、无线电的(RF)、红外线的和其他无线的介质。上述任何介质的组合都应包括在计算机可读介质的范围内。

图1所示为根据本发明一个实施例的摄像系统100的框图。在一个实施例中，摄像系统100包括主机设备110和摄像模块130。主机设备110可以控制摄像模块130采集光图像并从摄像模块130接收电信号以便呈现所采集的图像。主机设备110可以是移动电话、个人计算机、工作站等。

在一个实施例中，摄像模块130包括图像传感器131、镜头133和摄像控制器135。镜头133可以把入射光线聚焦到图像传感器131上。摄像控制器135根据主机设备110发出的控制命令控制图像传感器131的图像获取功能。摄像控制器135根据一种通信协议，例如通用串行总线(USB)协议、1394协议等与主机设备110相接口。而且，摄像控制器135根据另一种通信协议，例如内部集成电路(I2C)总线协议或串行摄像机控制总线(SCCB)协议与图像传感器131相接口。换言之，图像传感器131支持I2C/SCCB协议。因此，摄像控制器135也提供协议转换功能，例如USB和I2C/SCCB之间的协议转换。

图像传感器131可以采集光图像信号并将光图像信号转换为模拟电图像信号。并且，在一个实施例中，图像传感器131可以将模拟电图像信号转换为数字原始图像信号，例如“RAW”格式的数字图像。图像传感器131可以是，但并不限于，电荷耦合器件(CCD)图像传感器或基于互补金属氧化物半导体(CMOS)主动型像素传感器。在一个实施例中，图像传感器131可以包括寄存器接口137、光敏感区域139和一个或多个寄存器141。为了区分不同类型的图像传感器，每种类型的图像传感器被分配了一个唯一的识别值。识别值可存储于一个或多个寄存器141中。而且，可以配置寄存器141以决定图像传感器131的工作参数。光敏感区域139感应入射光并生成模拟电图像信号。根据如上所述的SCCB/I2C协议，摄像控制器135通过寄存器接口137访问寄存器141。

在一个实施例中，主机设备110包括中央处理单元(CPU)101、存储器103、摄像接口105和总线107。主机设备110安装了一个操作系统，例如windows XP、windows Vista或Linux。在一个实施例中，CPU101处理各种程序指令并且向相应硬件元件传送命令。存储器103存储指令。为运行一个特定程序，CPU101从存储器103加载相关指令并且向相关硬件元件传送相应控制命令以执行这些指令。而且，存储器103可以存储记录的信息，这些记录的信息以数字数据的形式存储，可以被CPU101处理。摄像接口105与摄像控制器135相接口用于传送电图像信号和与图像获取管理相关的控制命令。主机设备110的硬件元件，例如CPU101、存储器103和摄像接口105之间的通信通过总线107建立。

在一个实施例中，存储器103可以包括程序模块121和驱动模块123。程序模块121存放在前台运行，并且是与用户交互的用户模式程序。驱动模块123存放在后台运行，并且是用户不可见的核心模式程序。在一个实施例中，驱动模块123包括流类驱动125、摄像驱动127和接口驱动129。

在一个实施例中，流类驱动125可以由操作系统提供并且充当连接上层用户模式程序和下层核心模式程序的桥梁。例如，如果用户启动一个用户模式程序的视频电话功能，用户模式程序可以发出图像请求。流类驱动125接收图像请求并且调用摄像驱动127以使其启动摄像模块130作为对图像请求的响应。摄像驱动127可用于驱动各种类型的图像传感器。在一个实施例中，即使摄像模块130更换图像传感器131，摄像驱动127无需更新仍然可以识别并且配置新采用的图像传感器。换言之，摄像驱动127是一个用于各种图像传感器的通用驱动。而且，摄像驱动127调用接口驱动129以建立摄像接口105和摄像控制器135之间的通信，从而使主机设备110与图像传感器131的通信成为可能。在一个实施例中，接口驱动129，例如U SB驱动可以由操作系统提供。

有利的是，摄像驱动127可以支持各种图像传感器并且因此使得摄像系统100更加灵活和方便用户。而且，摄像模块130省去了E2PROM并因此降低了摄像系统100的成本。

图2所示为根据本发明一个实施例的驱动模块123的框图。与图1标号相同的元件具有类似功能。结合图1描述图2。在一个实施例中，摄像驱动127还包括图像文件221、识别组件223、配置组件225、特性组件227和图像处理组件229。

图像文件221存储与多个预定图像传感器相关的数据组。在一个实施例中，每个数据组定义与多个预定图像传感器中的一个图像传感器相关的识别数据和相应配置数据。例如，图像传感器131的识别数据可以包括上述识别值、一个或多个地址值和地址数量值。地址值指示寄存器141的地址。地址数量值指示寄存器141的个数。在以下描述中，存储在图像文件221的识别值被称为本地识别值，存储在寄存器141的识别值被称为远程识别值，以示区别。在一个实施例中，图像传感器131的识别值也可以包含指示图像传感器131支持的通信协议，例如I2C协议和SCCB协议的协议值。相应配置数据指示图像传感器131的工作参数，例如分辨率、亮度、对比度、曝光方法和曝光时间。

有利的是，图像文件221可以被单独更新从而包括与主机设备110未知的图像传感器相关的额外数据组。例如，与新出现的图像传感器相关的数据组可以被写入图像文件221从而使得这些图像传感器成为摄像驱动127可读的。因此，摄像驱动127可被定制成支持任意图像传感器。

识别组件223存储指令代码以根据存储在图像文件221中的地址值和地址数量值获取图像传感器131的远程识别值并根据远程识别值和本地识别值自动识别图像传感器131。配置组件225存储指令代码以从图像文件221读取相应配置数据并根据相应配置数据设置图像传感器131的工作参数。图像处理组件229存储指令代码以对来自摄像模块130的数字图像信号进行数字图像处理。更具体地，图像处理组件229可以通过各种数字处理算法，例如几何变换、颜色处理、图像拼合、图像去噪和图像增强，调节数字图像信号的图像属性，例如亮度、颜色、饱和度和信噪比。因此，数字图像信号可以被转换成具有标准图像文件格式的颜色校正图像，例如联合图像专家组(JPEG)标准。

在一个实施例中，存储在图像文件221中的数据组还可以定义指示图像属性的特性数据。如果用户模式程序发出调整图像属性的请求，特性组件227可以从图像文件221中读取特性数据并相应调整图像属性。

在一个实施例中，摄像驱动127还包括用于确定图像传感器131所支持的通信协议的确定组件(图2未示出)，和用于当图像文件221中的数据组不包含与图像传感器131相匹配的识别数据时更新图像文件221的更新组件(图2未示出)。

图3所示是根据本发明一个实施例的控制图像传感器的方法的流程图300。尽管图3中公开了具体步骤，但这些步骤仅为示例性的。也就是说，本发明适合于执行其它各种步骤或图3中所述步骤的变体。图3的描述结合图1和图2。在一个实施例中，流程图300可采用存储在计算机可读媒介中的计算机可执行指令实现。

在步骤301，用户模式程序，例如messenger，发出图像请求。作为对图像请求的响应，流类驱动125调用摄像驱动127，摄像驱动127因此随图像文件221一起被CPU101从存储器103中加载并且处理。相应地，摄像驱动127编程的任务被执行。在以下步骤303到321的描述中将详细描述这些任务。

在步骤303，摄像驱动127的确定组件确定与图像传感器131之间的通信是否成功建立。例如，假设图像传感器131支持的通信协议为I2C而且摄像接口105采用USB协议与摄像控制器135相接口，当摄像控制器135被指示执行从USB到SCCB的协议转换时，成功通信不能建立。在这种情况下，在步骤305，摄像控制器135执行从USB到I2C的协议转换。在步骤305的协议转换之后，步骤303再次被执行以确定成功通信已经建立。至此，图像传感器131支持的通信协议已经确定。

在步骤307，检索存储在图像文件221的识别数据。对于每个数据组的识别数据，摄像驱动127的辨认组件在步骤309确定是否找到ID匹配。更具体地，摄像驱动127的获取组件根据识别数据的地址值和地址数量值从寄存器141中读取图像传感器131的远程识别值，并且辨认组件比较图像传感器131的远程识别值和识别数据的本地识别值以用于确定是否找到ID匹配。在一个实施例中，获取组件和辨认组件构成识别组件223。如果远程识别值和本地识别值一致，则找到ID匹配。在这种情况下，相应配置数据在步骤313被读取并且图像传感器131在步骤315被配置。如果检索图像文件221中所有数据组之后，ID匹配仍未找到，则在步骤311可更新图像文件221从而添加与未知图像传感器131相关的额外数据组。

在步骤317，图像传感器131采集光图像并根据配置生成数字图像信号。在步骤319，数字图像信号被图像处理组件229处理以生成颜色校正图像。在步骤321，颜色校正图像通过流类驱动125传送给用户模式程序用来显示。

此外，识别数据的协议值可以在执行步骤303建立通信时作为默认通信协议使用，以便提高系统效率。

总之，本发明的实施例提供了可以支持不同图像传感器的通用摄像驱动，并因此使摄像系统更加灵活并方便用户。而且，一个或多个元件(例如E2PROM)可以从摄像系统中省去从而降低了摄像系统的成本。进一步，伴随通用摄像驱动的图像文件可以单独更新从而包括与未知图像传感器相关的识别数据和相应配置数据。因此，通用摄像驱动可以被定制成支持任意图像传感器。

以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种控制图像传感器的计算机可执行方法，其特征在于，所述计算机可执行方法包括：

接收图像请求；

加载图像文件，该图像文件具有与多个图像传感器分别相关的多个数据组；

作为对所述图像请求的响应，检索所述图像文件的所述多个数据组，其中所述多个数据组的每一个数据组包括与所述多个图像传感器中的一个图像传感器相关的识别数据和相应配置数据；

当所述识别数据与所述图像传感器相匹配时，辨认出所述图像传感器；和

用所述相应配置数据配置所述图像传感器。

2.根据权利要求1所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，其特征在于，所述计算机可执行方法还包括：

当所述数据组不包括与所述图像传感器相匹配的所述识别数据时，更新所述图像文件。

3.根据权利要求1所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，其特征在于，所述计算机可执行方法还包括：

确定所述图像传感器支持的通信协议。

4.根据权利要求3所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，其特征在于，所述通信协议从包括串行摄像机控制总线协议和内部集成电路总线协议的组中选择。

5.根据权利要求1所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，其特征在于，所述辨认出所述图像传感器的步骤还包括：

根据所述识别数据的地址值获取所述图像传感器的远程识别值；和

当所述远程识别值与所述识别数据的本地识别值一致时辨认出所述图像传感器。

6.根据权利要求1所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，其特征在于，所述计算机可执行方法还包括：

由用户模式程序发出所述图像请求。

7.根据权利要求1所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，其特征在于，所述计算机可执行方法还包括：

调用核心模式接口驱动，以与所述图像传感器通信。

8.根据权利要求7所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，其特征在于，所述核心模式接口驱动包括通用串行总线驱动。

9.根据权利要求1所述的控制图像传感器的计算机可执行方法，其特征在于，所述图像传感器从包括电荷耦合器件图像传感器和基于互补金属氧化物半导体主动型像素传感器的组中选择。

10.一种具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读介质，其特征在于，所述组件包括：

图像文件，其存储了与多个图像传感器分别相关的多个数据组，其中所述多个数据组的每一个数据组包括与所述多个图像传感器中的一个图像传感器相关的识别数据和相应配置数据；

识别组件，用于响应图像请求而检索所述多个数据组，以便当所述识别数据匹配所述图像传感器时辨认出所述图像传感器；和

用所述相应配置数据配置所述图像传感器的配置组件。

11.根据权利要求10所述的具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质还包括：

更新组件，用于当所述多个数据组不包括与所述图像传感器相匹配的所述识别数据时更新所述图像文件。

12.根据权利要求10所述的具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质还包括：

确定组件，用于确定所述图像传感器支持的通信协议。

13.根据权利要求10所述的具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读介质，其特征在于，所述识别组件还包括：

获取组件，用于根据所述识别数据的地址值获取所述图像传感器的远程识别值；和

辨认组件，用于当所述远程识别值与所述识别数据的本地识别值一致时辨认出所述图像传感器。

14.根据权利要求10所述的具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质还包括：

用户模式程序，用于发出所述图像请求。

15.根据权利要求10所述的具有控制图像传感器的计算机可执行组件的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质还包括：

核心模式接口驱动，用于被调用时与所述图像传感器通信。

16.一种控制多个图像传感器的设备，其特征在于，所述设备包括：

处理指令并且生成控制命令的处理器；

与所述处理器连接并且存储所述指令的存储器，其中所述指令包括通用摄像驱动，该通用摄像驱动用于辨认具有多种传感器类型的所述多个图像传感器并且用与辨认出的传感器类型相对应的配置数据配置所述多个图像传感器；

与所述处理器连接并且向所述多个图像传感器传送所述控制命令的摄像接口；和

与所述处理器、所述存储器和所述摄像接口连接的总线，所述总线在所述存储器和所述处理器之间传送所述指令并且在所述处理器和所述摄像接口之间传送所述控制命令。

17.根据权利要求16所述的控制多个图像传感器的设备，其特征在于，所述通用摄像驱动包括存储了与所述多个图像传感器分别相关的多个数据组的图像文件。

18.根据权利要求17所述的控制多个图像传感器的设备，其特征在于，所述图像文件被更新以包括与具有所述通用摄像驱动不能辨认的传感器类型的图像传感器相关的额外数据组。

19.根据权利要求16所述的控制多个图像传感器的设备，其特征在于，所述通用摄像驱动确定所述多个图像传感器分别支持的通信协议。

20.根据权利要求16所述的控制多个图像传感器的设备，其特征在于，所述图像传感器包括CCD图像传感器和CMOS主动型像素传感器。

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