CN112291552B - 一种基于fpga的图像配置显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于FPGA的图像配置显示方法，包括如下步骤：S01：FPGA对图像输出端输出的图像进行采集，获得并行图像数据；S02：FPGA产生图像传输配置信号，并在所述图像传输配置信号控制下将所述并行图像数据通过度信盒子传输至上位机；S03：FPGA将所述图像传输配置信号存入寄存器中，并将图像传输配置信号传输至度信盒子，所述度信盒子接收软件接收到图像传输配置信号之后，自动识别出图像传输配置信号，并将识别出来的图像传输配置信号传输至上位机；S04：所述上位机根据接收到的图像传输配置信号对接收到的图像数据进行显示。本发明提供的方法，在图像测试系统的调试阶段可以快速正确地显示出FPGA采集的图像，进而提高采集图像的检测效率。
Description
技术领域
本发明属于图像显示领域，具体属于一种基于FPGA的图像配置显示方法。
背景技术
CIS(CMOS image sensor，CMOS图像传感器)调试或者FPGA(Field ProgrammableGate Array，现场可编程逻辑门阵列)验证中往往需要进行图像显示工作，显示工具一般为显示器或者把图像采集到电脑上进行显示。
常用的一种方法是把图像通过FPGA采集并转换为DVP接口再通过度信盒子进行采集工作，再把采集到的图像通过软件界面显示出来。鉴于FPGA无法直接连接至上位机中，一般可以使用度信盒子来进行图像的传输，但是通过度信盒子传输至上位机的图像在显示过程中存在如下问题：(1)每次图像显示都需要进行大量手动配置，才能实现图像数据到图像的准确显示；(2)上位机显示的图像画幅必须严格满足度信盒子的配置大小；(3)帧同步信号的宽度需要满足度信盒子的要求；(4)帧同步信号到行同步信号之间的时间间隔需要满足要求；(5)上位机需要把度信盒子电压配置成有效的幅值，不然无法出图。当通过度信盒子传输至上位机的图像数据无法出图时，需要从软硬件两个方面进行调试，整个图像显示过程极其麻烦。
由于度信盒子需要寄存器配置才可以正常工作，在图像检测显示过程中，尤其是图像显示的调试阶段，每次都需要先手动输入度信盒子的寄存器配置，再根据该寄存器配置进行图像显示的调试；这种需要多次输入寄存器配置的方法会造成寄存器配置输入不准确，影响调试时间和效率，进而影响整个测试过程的时间和效率。如何寻找一种能够自动识别或显示度信盒子寄存器配置的方法成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于FPGA的图像配置显示方法，可以快速准确地显示出FPGA采集的图像，提高采集图像的检测效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于FPGA的图像配置显示方法，包括如下步骤：
S01：FPGA对图像输出端输出的图像进行采集，获得并行图像数据；
S02：FPGA产生图像传输配置信号，并在所述图像传输配置信号控制下将所述并行图像数据通过度信盒子传输至上位机；
S03：FPGA将所述图像传输配置信号存入寄存器中，并将图像传输配置信号传输至度信盒子，所述度信盒子接收软件接收到图像传输配置信号之后，自动识别出图像传输配置信号，并将识别出来的图像传输配置信号传输至上位机；
S04：所述上位机根据接收到的图像传输配置信号对接收到的图像数据进行显示。
进一步地，所述步骤S02中FPGA采用逐行传输方式进行所述并行图像数据传输。
进一步地，所述步骤S02中图像配置信号包括帧同步信号持续时间，帧同步信号到第一个行同步信号之间的间隔时间，行同步信号的消隐时间以及FPGA对对应图像的配置电压。
进一步地，所述步骤S03具体包括：
S031：FPGA以像素图像时钟为基准，计算所述图像数据的帧同步信号持续时间t1并存入第一寄存器中；
S032：FPGA以像素图像时钟为基准，计算所述帧同步信号到第一个行同步信号之间的间隔时间t2并存入第二寄存器中；
S033：FPGA以像素图像时钟为基准，计算行同步信号的消隐时间t3并存入第三寄存器中；
S034：FPGA将FPGA对所述图像的配置电压存入第四寄存器中；
S035：FPGA将第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器和第四寄存器中存储的图像传输配置信号传输至度信盒子；
S036：所述度信盒子接收软件接收到图像传输配置信号之后，自动识别出图像传输配置信号，并将识别出来的图像传输配置信号传输至上位机。
进一步地，所述步骤S01包括如下步骤：
S011：FPGA通过MIPI接口采集图像输出端的图像，获得MIPI图像数据；
S012：FPGA将MIPI图像数据转换为并行图像数据。
进一步地，所述步骤S03中FPGA通过I2C将图像传输配置信号传输至度信盒子。
进一步地，还包括步骤S05：根据所述上位机显示的图像进行图像质量检测。
进一步地，所述步骤S02和步骤S03的顺序可以互换或者同步进行。
本发明具有如下有益效果：本发明在传输图像数据之后，把图像传输配置信号也传输至上位机中，上位机根据图像传输配置信号进行图像的显示，避免了现有技术中需要手动输入度信盒子寄存器配置的问题，也能够避免手动输入不准确的缺陷；该方法尤其适用于图像测试过程中的调试阶段，确保图像在调试过程中快速准确地显示，在图像检测行业中，快速有效的图像显示过程可以提高图像检测的检测效率。
附图说明
附图1为本发明一种基于FPGA的图像配置显示装置的结构示意图；
附图2为实施例1中图像传输配置信号的具体举例。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
请参阅附图1，本发明提供的一种基于FPGA的图像配置显示装置，包括图像输出端、FPGA、度信盒子和上位机，其中，FPGA的一端连接图像输出端，另一端通过度信盒子连接上位机，FPGA对图像输出端输出的图像进行采集，通过MIPI接口将图像输出端输出的图像传输至FPGA中，获得MIPI图像数据，再把MIPI图像数据转换为并行图像数据。
本发明提供的一种基于FPGA的图像配置显示方法，包括如下步骤：
S01：FPGA对图像输出端输出的图像进行采集。具体包括如下步骤：
S011：FPGA通过MIPI接口采集图像输出端的图像，获得MIPI图像数据；MIPI接口传输具有更低功耗、更高数据传输率和更小的PCB占位空间，并且专门针对移动设备进行了优化，因而更适合移动图像输出端的连接及信号传输。
S012：MIPI图像数据通过MIPI解码模块获得有效图像数据，FPGA将获得的有效图像数据转换为并行图像数据。MIPI是采用差分信号进行传输的，因此获得的MIPI图像数据需要在FPGA内部转换为并行图像数据。
S02：FPGA产生图像传输配置信号，并在图像传输配置信号控制下将并行图像数据通过度信盒子传输至上位机。
具体的，FPGA针对每帧图像采用逐行传输方式进行图像数据传输。FPGA针对每帧图像，需要在对应的图像传输配置信号下进行并行图像数据的传输，由于FPGA需要逐帧传输图像数据，在每帧图像数据传输之前，先传输一个帧同步信号，用于区分不同帧图像数据。由于FPGA采用逐行传输的方式，需要在传输每行图像之前，先传输一个行同步信号，以在接收的图像数据中区分开不同行图像数据。
具体的，如附图2所示，本申请中图像配置信号包括但不限于帧同步信号持续时间t1，帧同步信号到第一个行同步信号之间的间隔时间t2，行同步信号的消隐时间t3，以及FPGA对对应图像的配置电压，其中，行同步信号的消隐时间指的是每个行同步信号之间的间隔时间，FPGA对对应图像的配置电压指的是FPGA传输对应并行图像数据时，采用的传输电压值。除了上述提及的图像传输配置信号以外，任意用于并行图像数据传输的控制信号均在本发明的保护范围之内；上述示例仅仅列举了其中比较重要的几种图像传输配置信号。
如背景技术所述，FPGA无法直接连接至上位机中，而度信盒子作为二者之间的转换机构，将FPGA传输的图像数据转换为可以被上位机接收的图像数据。
S03：FPGA将图像传输配置信号存入寄存器中，并将图像传输配置信号传输至度信盒子，度信盒子接收软件接收到图像传输配置信号之后，自动识别出图像传输配置信号，并将识别出来的图像传输配置信号传输至上位机；在具体的实际应用过程中，FPGA可以通过I2C将图像传输配置信号传输至度信盒子。如附图2所示，具体包括：
S031：FPGA以像素图像时钟为基准，计算图像数据的帧同步信号持续时间t1并存入第一寄存器中；
S032：FPGA以像素图像时钟为基准，计算帧同步信号到第一个行同步信号之间的间隔时间t2并存入第二寄存器中；
S033：FPGA以像素图像时钟为基准，计算行同步信号的消隐时间t3并存入第三寄存器中；
S034：FPGA将FPGA对图像的配置电压存入第四寄存器中；
S035：FPGA将第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器和第四寄存器中存储的图像传输配置信号传输至度信盒子；
S036：度信盒子接收软件接收到图像传输配置信号之后，自动识别出图像传输配置信号，并将识别出来的图像传输配置信号传输至上位机。具体的，度信盒子接收软件接收到图像传输配置信号后，自动识别出各个图像传输配置信号，具体包括但不限于图像的大小、帧同步信号的消隐时间、行同步信号的消隐时间、度信盒子电压、是否进行自动复位等等信息，并将识别出来的图像传输配置信号转换为可以为上位机接收的图像传输配置信号，再传输至上位机中。
值得说明的是，步骤S02中并行图像数据的传输和步骤S03中寄存器配置的传输顺序可以互换，或者二者同步进行。二者的传输顺序并不会影响上位机根据寄存器配置控制并行图像数据显示的过程。
S04：上位机根据接收到的图像传输配置信号对接收到的图像数据进行显示。由于度信盒子必须在具有寄存器配置的情况下才能正常工作，现有技术中上位机仅获取图像数据，并在显示过程中需要进行软硬件调试，即手动输入寄存器配置，而手动输入时需要多次尝试寄存器配置输入值，才能得出最佳的寄存器配置数值，这就使得调试过程延续时间久，影响调试以及测试的效率。本发明中上位机在获取图像数据同时，还获得了图像数据传输过程中的图像传输配置信号，从图像传输配置信号可以准确获取每行图像的图像数据内容，进而准确快速地将图像显示在上位机屏幕上，使得调试过程一次完成，进而提高后续测试效率。
S05：根据上位机显示的图像进行图像质量检测。上位机中还可以安装各种针对图像质量进行检测和评价的软硬件，通过对图像的检测，可以获得该图像是否符合图像输出端所在图像采集设备的要求。
本发明在传输图像数据之后，把图像传输配置信号也传输至上位机中，上位机根据图像传输配置信号进行图像的显示，避免了现有技术中需要手动输入度信盒子寄存器配置的问题，也能够避免手动输入不准确的缺陷；该方法尤其适用于图像测试过程中的调试阶段，确保图像在调试过程中快速准确地显示，在图像检测行业中，快速有效的图像显示过程可以提高图像检测的检测效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用于限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于FPGA的图像配置显示方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：FPGA对图像输出端输出的图像进行采集，获得并行图像数据；
S02：FPGA产生图像传输配置信号，并在所述图像传输配置信号控制下将所述并行图像数据通过度信盒子传输至上位机；其中，图像配置信号包括帧同步信号持续时间，帧同步信号到第一个行同步信号之间的间隔时间，行同步信号的消隐时间以及FPGA对对应图像的配置电压；
S03：FPGA将所述图像传输配置信号存入寄存器中，并将图像传输配置信号传输至度信盒子，所述度信盒子接收软件接收到图像传输配置信号之后，自动识别出图像传输配置信号，并将识别出来的图像传输配置信号传输至上位机；
S04：所述上位机根据接收到的图像传输配置信号对接收到的图像数据进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像配置显示方法，其特征在于，所述步骤S02中FPGA采用逐行传输方式进行所述并行图像数据传输。
3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的图像配置显示方法，其特征在于，所述步骤S03具体包括：
S031：FPGA以像素图像时钟为基准，计算所述图像数据的帧同步信号持续时间t1并存入第一寄存器中；
S032：FPGA以像素图像时钟为基准，计算所述帧同步信号到第一个行同步信号之间的间隔时间t2并存入第二寄存器中；
S033：FPGA以像素图像时钟为基准，计算行同步信号的消隐时间t3并存入第三寄存器中；
S034：FPGA将FPGA对所述图像的配置电压存入第四寄存器中；
S035：FPGA将第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器和第四寄存器中存储的图像传输配置信号传输至度信盒子；
S036：所述度信盒子接收软件接收到图像传输配置信号之后，自动识别出图像传输配置信号，并将识别出来的图像传输配置信号传输至上位机。
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像配置显示方法，其特征在于，所述步骤S01包括如下步骤：
S011：FPGA通过MIPI接口采集图像输出端的图像，获得MIPI图像数据；
S012：FPGA将MIPI图像数据转换为并行图像数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像配置显示方法，其特征在于，所述步骤S03中FPGA通过I2C将图像传输配置信号传输至度信盒子。
6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像配置显示方法，其特征在于，还包括步骤S05：根据所述上位机显示的图像进行图像质量检测。
7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像配置显示方法，其特征在于，所述步骤S02和步骤S03的顺序可以互换或者同步进行。
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