CN108270960A - 影像捕获设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种影像捕获设备及其控制方法，其中影像捕获设备包括主控制器、主摄像头以及至少一个副摄像头。主摄像头将通过主控制接口自主控制器接收关联于主摄像头的主摄像参数设定。副摄像头通过副控制接口自主摄像头取得主摄像参数设定，据以产生关联于副摄像头的副摄像参数设定。主摄像头以及副摄像头分别以主摄像参数设定以及副摄像参数设定进行影像撷取，以分别产生主影像数据以及副影像数据。副摄像头通过副影像接口传输副影像数据至主摄像头，而主摄像头通过主影像接口传输主影像数据以及副影像数据至主控制器。本发明可借由简化多摄像头的控制接口以及影像传输接口的规格来降低主控制器的负担以及电路布局的面积，以大幅降低制造成本。

Description

影像捕获设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种影像捕获设备及其控制方法，且特别涉及一种具有多摄像头的影像捕获设备及其控制方法。

背景技术

随着科技的发展，各式各样的智能型影像捕获设备，例如平板型计算机、个人数字化助理、智能型手机等，已成为现代人不可或缺的工具。其中，高阶款的智能型影像捕获设备所搭载的相机镜头已经与传统消费型相机不相上下，甚至可以取而代之，少数高阶款更可借由双镜头而达到接近数字单眼的画质或是拍摄三维影像的功能。

以搭载双镜头的影像捕获设备而言，目前的主控制器主要是通过内部整合电路(Inter Integrated Circuit，I2C)或是串行周边接口(Serial Peripheral Interface，SPI)对两个摄像头分别进行控制，其可依系统的限制通过单组或多组I2C或者是SPI的接口连接。接着，两个摄像头所撷取到的影像数据将分别通过各自的行动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface，MIPI)传送至主控制器，或是在摄像头与主控制器之间增加切换开关分时传送，或者是合成单一影像传送。

然而，现有的系统架构在控制上会占用系统资源重复地传送相关或是相同设定给不同的摄像头，进而造成主控制器的负担。此外，软件版本亦需针对不同的摄像头组合个别定版，因而增加设计难度以及成本管控问题。再者，主控制器如需同时接收来自不同摄像头的原始影像数据，则必须开启不同的MIPI接口以一对一接收。为了维持MIPI的高速传输需求，将会伴随着较大的设计困难以及应用限制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种影像捕获设备及其控制方法，其可借由简化多摄像头的控制接口以及影像传输接口的规格来降低主控制器的负担以及电路布局的面积，以大幅降低制造成本。

在本发明的一实施例中，上述的影像捕获设备包括主控制器、主摄像头以及至少一个副摄像头，其中主摄像头耦接主控制器以及副摄像头。主摄像头包括主储存器，用以通过主控制接口以及主影像接口与主控制器进行传输。副摄像头包括副储存器以及对应控制器，用以通过副控制接口以及副影像接口与主摄像头进行传输。主摄像头通过主控制接口自主控制器接收关联于主摄像头的主摄像参数设定。副摄像头通过副控制接口自主摄像头取得主摄像参数设定，据以产生关联于副摄像头的副摄像参数设定。主摄像头以及副摄像头分别以主摄像参数设定以及副摄像参数设定进行影像撷取，以分别产生主影像数据以及副影像数据。副摄像头通过副影像接口传输副影像数据至主摄像头，而主摄像头通过主影像接口传输主影像数据以及副影像数据至主控制器。

在本发明的一实施例中，上述的影像捕获设备的控制方法适用于具有多个摄像头以及主控制器的影像捕获设备，其中上述摄像头包括主摄像头以及至少一个副摄像头，而此控制方法包括下列步骤。由主摄像头通过主控制接口自主控制器接收关联于主摄像头的主摄像参数设定。由副摄像头通过副控制接口自主摄像头取得主摄像参数设定，据以产生关联于副摄像头的副摄像参数设定。由主摄像头以及副摄像头分别以主摄像参数设定以及副摄像参数设定进行影像撷取，以分别产生主影像数据以及副影像数据。由副摄像头通过副影像接口将副影像数据传输至主摄像头，并且由主摄像头通过主影像接口将主影像数据以及副影像数据传输至主控制器。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所示附图作详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明一实施例所显示的影像捕获设备的方块图；

图2是根据本发明一实施例所显示的影像捕获设备的控制方法的流程图；

图3是根据本发明一实施例所显示的影像捕获设备的控制方法的数据流示意图。

附图标记说明：

100：影像捕获设备

110：主摄像头

112：主储存器

120：副摄像头

122：副储存器

124：对应控制器

130：主控制器

PC：主控制接口

SC：副控制接口

PI：主影像接口

SI：副影像接口

S202～S210：影像捕获设备的控制方法流程

S302～S316：数据流

PP：主摄像参数设定

SP：副摄像参数设定

ImgP：主影像数据

ImgS：副影像数据

具体实施方式

本发明的部分实施例接下来将会配合附图来详细描述，以下的描述所引用的组件符号，当不同附图出现相同的组件符号将视为相同或相似的组件。这些实施例只是本发明的一部分，并未揭示所有本发明的可实施方式。更确切的说，这些实施例只是本发明的权利要求的方法与装置的范例。

图1是根据本发明一实施例所显示的影像捕获设备的方块图，但此仅是为了方便说明，并不用以限制本发明。首先图1先介绍影像捕获设备的所有构件以及配置关系，详细功能将配合图2一并揭示。

请参照图1，影像捕获设备100包括主摄像头110、副摄像头120以及主控制器130，其中主摄像头110分别与副摄像头120以及主控制器130相连接。

主摄像头110以及副摄像头120包括透镜以及感光组件。感光组件用以分别感测进入透镜的光线强度，进而分别产生影像，其可以例如是电荷耦合组件(Charge CoupledDevice，CCD)、互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)组件或其他组件。在本实施例中，主摄像头110以及副摄像头120可以是具有相同分辨率以及相同光学特性。然而，在其它的实施例中，主摄像头110以及副摄像头120可以是具有不同分辨率或者是不同焦段、感光尺寸、变形程度、黑白或彩色感光等光学特性。

主控制器130可以例如是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、应用处理器(Application Processor，AP)，或是其他可程序化之一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程序化逻辑设备(Programmable Logic Device，PLD)或其他类似装置或这些装置的组合。

在本实施例中，主摄像头110可通过主控制接口PC与主控制器130相连接，以进行双向的信号传输。此外，副摄像头120可通过副控制接口SC与主摄像头110相连接，以进行双向的信号传输。在此的主控制接口PC以及副控制接口SC可以是基于内部整合电路(I2C)的传输协议。

另一方面，主摄像头110可通过主影像接口PI与主控制器130相连接，以进行影像数据的传输。此外，副摄像头120可通过副影像接口SI与主摄像头110相连接，以进行影像数据的传输。在此的主影像接口PI以及副影像接口SI可以是基于行动产业处理器界面(MIPI)的传输协议。

主摄像头110以及副摄像头120分别具有储存器(以下称为主储存器112以及副储存器122)。在此的主储存器112以及副储存器122可以是缓存器(Register)，用以暂存指令、设定值等数据。此外，副摄像头120还包括耦接至储存器122的对应控制器124。对应控制器124可以例如是可程序化控制器或是集成电路，用以控制电路用以读取、映像以及写入数据。

以下即搭配图1的影像捕获设备100的各组件列举实施例，以说明影像捕获设备100的控制方法流程。

图2是根据本发明一实施例所显示的影像捕获设备的控制方法的流程图。

请同时参照图1以及图2，当影像捕获设备100在对拍摄场景进行影像撷取之前，主控制器130将利用主摄像头110检测此场景，以产生主摄像头110撷取此场景的影像时所需的摄像参数的设定(以下称为“主摄像参数设定”)。在此的主摄像参数设定可以例如是初始化设定、影像输出规格设定、对焦设定、曝光设定、白平衡设定等等。接着，主摄像头110将通过主控制接口PC自主控制器130接收主摄像参数设定(步骤S202)，并且将主摄像参数设定写入主储存器112的相关地址。

另一方面，副摄像头120将通过副控制接口SC自主摄像头110取得主摄像参数设定，据以产生副摄像参数设定(步骤S204)。在本实施例中，副摄像头120的对应控制器124可通过副控制接口SC监控主摄像头110的主储存器112是否有主摄像参数设定的写入动作，若有，则对应控制器124将会同时自主储存器112取得主摄像参数设定。

基于副摄像头120与主摄像头110的规格与特性上可能存在差异，对应控制器124在取得主摄像参数设定后，根据预设的主副摄像头对应表，将主摄像参数设定转换成副摄像参数设定，并且将副摄像参数设定写入于副储存器122。在此的主副摄像头对应表可以是在出厂前根据主摄像头110与副摄像头120之间的差异所产生的对应表(mapping table)。举例来说，假设主摄像头110与副摄像头120之间存在感亮度上的差异，主副摄像头对应表可以是储存亮度增益比值。如此一来，主控制器130只需对主摄像头110设定参数，副摄像头120可自行依据主摄像头参数设定而依据对应参数表设定所需参数。

接着，主摄像头110以及副摄像头120将分别以主摄像参数设定以及副摄像参数设定进行影像撷取，以分别产生主影像数据以及副影像数据(步骤S206)。在本实施例中，主摄像头110以及副摄像头可以是根据同步信号以各自的参数设定来针对拍摄场景进行影像撷取，以分别产生对应的主影像数据以及副影像数据。之后，副摄像头120将通过副影像接口SI传输副影像数据至主摄像头110(步骤S208)，而主摄像头110将通过主影像接口PI传输该主影像数据以及副影像数据至主控制器130(步骤S210)。在此主摄像头110将通过同一主影像接口PI以虚通道(Virtual Channel)或是数据格式(Data Type)规范标准来将主摄像头110以及副摄像头120的影像数据同时传输至主控制器130，以进行后续的图像处理。

图3是根据本发明一实施例所显示的影像捕获设备的控制方法的数据流示意图。

请同时参照图1以及图3，当影像捕获设备100在对拍摄场景进行影像撷取之前，主控制器130会将主摄像参数设定PP传输至主摄像头110(数据流S302)，而主摄像头110会将主摄像参数设定PP写入主储存器112(数据流S304)。此时，副摄像头120将自主摄像头110的主储存器112取得主摄像参数设定PP(数据流S306)，据以产生副摄像参数设定SP(数据流S308)。接着，主摄像头110以及副摄像头120将分别根据同步信号SS(数据流S310)，以主摄像参数设定以及副摄像参数设定同时地进行影像撷取，以分别产生主影像数据ImgP以及副影像数据ImgS(数据流S312a、S312b)。之后，副摄像头120会将副影像数据ImgS传输至主摄像头110(数据流S314)，而主摄像头110会将主影像数据ImgP以及副影像数据ImgS传输至主控制器130(数据流S316)，以进行后续的图像处理。图3的具体实施方式请见图2的相关说明，在此便不再赘述。

值得一提的是，影像捕获设备100的主摄像头110以及副摄像头120的相关应用可以是如以下表1所列的彩色摄像头以及黑白摄像头的组合、双变焦摄像头的组合(具有不同视野或不同分辨率)、大摄像头以及小摄像头的组合。在表1的相关应用中，主像接口PI以及副影像接口SI为MIPI，主控制接口PC以及副控制接口SC为I2C，主控制器130为AP。

表1

前述实施例的影像捕获设备100可延伸至具有两个以上的副摄像头。亦即，在另一实施例中，可再额外地增设其它副摄像头，并且以各自的副影像接口以及副控制接口与主摄像头130连接。类似地，主控制器130仍只对主摄像头110设定摄像参数，其它副摄像头可自行依据主摄像参数设定以及各自的对应参数表设定所需的摄像参数。在主摄像头110以及多个副摄像头产生主影像数据以及副影像数据后，最终仍是以主摄像头110通过单一主影像接口PI的不同虚通道来将主影像数据以及副影像数据传输至主控制器130，以进行后续的图像处理。

综上所述，本发明所提出的影像捕获设备及其控制方法，其主控制器只需针对单一摄像头设定摄像参数，其它副摄像头可自行依据主摄像头的摄像参数以及各自的对应参数表设定所需的摄像参数，以借由简化多摄像头的控制接口以及影像传输接口的规格来降低主控制器的负担以及减少高速传输的高频组抗线(microstrip line)在电路布局上占用的面积，可大幅降低制造成本。此外，简化的接口规格也可使影像捕获设备在单摄像头应用以及多摄像头应用时，可用主板或是共享软件版本，借由搭配不同摄像头模块，即可得到不同市场定位的产品。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，上述更改与润饰均应落入本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种影像捕获设备，其特征在于，包括：

主控制器；

多个摄像头，包括：

主摄像头，耦接所述主控制器，包括主储存器，并且通过主控制接口以及主影像接口与所述主控制器进行传输；以及

至少一副摄像头，包括副储存器以及对应控制器，并且通过副控制接口以及副影像接口与主摄像头进行传输，其中：

通过所述主控制接口，所述主摄像头自所述主控制器接收关联于所述主摄像头的主摄像参数设定；

通过所述副控制接口，所述副摄像头自所述主摄像头取得所述主摄像参数设定，据以产生关联于所述副摄像头的副摄像参数设定；

所述主摄像头以及所述副摄像头分别以所述主摄像参数设定以及所述副摄像参数设定进行影像撷取，以分别产生主影像数据以及副影像数据；

通过所述副影像接口，所述副摄像头传输所述副影像数据至所述主摄像头；以及

通过所述主影像接口，所述主摄像头传输所述主影像数据以及所述副影像数据至所述主控制器。

2.根据权利要求1所述的影像捕获设备，其特征在于，所述主摄像头写入所述主摄像参数设定于所述主储存器，所述副摄像头通过所述副控制接口自所述主储存器读取所述主摄像参数设定。

3.根据权利要求1所述的影像捕获设备，其特征在于，所述对应控制器根据主副摄像头对应表，转换所述主摄像参数设定至所述副摄像参数设定，并且写入所述副摄像参数设定于所述副储存器。

4.根据权利要求1所述的影像捕获设备，其特征在于，所述主摄像头以及所述副摄像头根据同步信号分别以所述主摄像参数设定以及所述副摄像参数设定同步地进行影像撷取，以分别产生所述主影像数据以及所述副影像数据。

5.根据权利要求1所述的影像捕获设备，其特征在于，所述主影像接口包括多个虚通道，而所述主摄像头以不同的所述虚通道分别传输所述主影像数据以及所述副影像数据至所述主控制器。

6.根据权利要求1所述的影像捕获设备，其特征在于，所述主控制接口以及所述副控制接口符合内部整合电路的传输协议。

7.根据权利要求1所述的影像捕获设备，其特征在于，所述主影像接口以及所述副影像接口符合行动产业处理器界面的传输协议。

8.根据权利要求1所述的影像捕获设备，其特征在于，所述主摄像头以及所述副摄像头为彩色摄像头与黑白摄像头的组合。

9.根据权利要求1所述的影像捕获设备，其特征在于，所述主摄像头以及所述副摄像头为具有不同视野或是不同分辨率的伸缩摄像头组合。

10.根据权利要求1所述的影像捕获设备，其特征在于，所述主摄像头以及所述副摄像头为大摄像头与小摄像头的组合。

11.一种影像捕获设备的控制方法，其特征在于，适用于具有多个摄像头以及主控制器的影像捕获设备，其中所述摄像头包括主摄像头以及至少一副摄像头，所述控制方法包括：

通过所述主控制接口，由所述主摄像头自所述主控制器接收关联于所述主摄像头的主摄像参数设定；

通过所述副控制接口，由所述副摄像头自所述主摄像头取得所述主摄像参数设定，据以产生关联于所述副摄像头的副摄像参数设定；

由所述主摄像头以及所述副摄像头分别以所述主摄像参数设定以及所述副摄像参数设定进行影像撷取，以分别产生主影像数据以及副影像数据；

通过所述副影像接口，由所述副摄像头传输所述副影像数据至所述主摄像头；以及

通过所述主影像接口，由所述主摄像头传输所述主影像数据以及所述副影像数据至所述主控制器。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，通过所述主控制接口，由所述主摄像头自所述主控制器接收关联于所述主摄像头的所述主摄像参数设定的步骤之后，所述控制方法还包括：

由所述主摄像头写入所述主摄像参数设定于所述主摄像头的主储存器。

13.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，通过所述副控制接口，由所述副摄像头自所述主摄像头取得所述主摄像参数设定的步骤包括：

由所述副摄像头通过所述副控制接口自所述主储存器读取所述主摄像参数设定。

14.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，产生关联于所述副摄像头的所述副摄像参数设定的步骤包括：

由所述副摄像头根据主副摄像头对应表，转换所述主摄像参数设定至所述副摄像参数设定。

15.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，在产生关联于所述副摄像头的所述副摄像参数设定的步骤之后，所述控制方法还包括：

由所述副摄像头写入所述副摄像参数设定于所述副摄像头的副储存器。

16.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，由所述主摄像头以及所述副摄像头分别以所述主摄像参数设定以及所述副摄像参数设定进行影像撷取，以分别产生所述主影像数据以及所述副影像数据的步骤还包括：

由所述主摄像头以及所述副摄像头根据同步信号分别以所述主摄像参数设定以及所述副摄像参数设定同步地进行影像撷取，以分别产生所述主影像数据以及所述副影像数据。

17.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述主影像接口包括多个虚通道，而通过所述主影像接口，由所述主摄像头传输所述主影像数据以及所述副影像数据至所述主控制器包括：

由所述主摄像头以不同的所述虚通道分别传输所述主影像数据以及所述副影像数据至所述主控制器。