CN1295939C

CN1295939C - 多功能图像处理器

Info

Publication number: CN1295939C
Application number: CNB021585253A
Authority: CN
Inventors: 张韵东; 邓中翰; 李国新
Original assignee: Vimicro Corp
Current assignee: Vimicro Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: CN1510950A

Abstract

本发明公开了一种用于数码摄像装置中的图像处理器，其包括一个与LCD模块相连的LCD接口，图像处理器可以通过该LCD接口直接实现对LCD模块的控制以及与LCD模块之间的数据传输；而且，在该LCD接口和图像处理器与主机的连接模块主机接口之间形成的通道是一个透明的通道，主机模块经该通道与LCD模块直接相连。所述图像处理器中还包含一个独立的MCU(微控制器)，当本发明所述图像处理器被用于一个独立的数码相机时，该MCU便可作为主机中主控制器的代替者。本发明所公开的图像处理器，可被用于单独的数码相机上，也可被用于带有镶嵌式摄像头的移动通信终端上，而不必要做很大变动。

Description

多功能图像处理器

技术领域

本发明涉及一种用于数码摄像装置中的图像处理器，特别涉及一种既可用于带有数码摄像装置的移动通信终端上，又可用于独立的数码相机上的多功能图像处理器。

背景技术

随着数码图像技术的飞速发展，各种数码摄像或图像处理产品已经普遍进入百姓生活。作为数码图像领域核心技术的图像处理器的种类繁多，功能也日益增强。

不仅有用于单独的数码相机上的图像处理器，也有适用于带有镶嵌式摄像头的移动通信终端如移动电话或个人掌上电脑上的图像处理器，它不仅可以帮助移动电话实现图像的显示，更能够进行图像获取并通过移动电话进行多媒体的通讯，这种复合移动电话提高了应用的效率，也极大地方便了用户。

但是，现有技术中的图像处理器也存在着这样的缺陷：

用于单独的数码相机上的图像处理器和用于带有镶嵌式摄像头的移动通信终端上的图像处理器并不能人容易地实现互换和通用，数码产品的生产厂商往往需要分别采用不同的图像处理器在不同的产品上，当一种图像处理器要用在另一产品上的时候，通常要做相当大的变动，这就带来了极度的不便利。

此外，用于带有摄像头的移动电话中的图像处理器也有另外的缺点：图1是现有技术中一个带有图像处理器的移动电话的结构框图，其通常是利用基带模块30’来控制摄像模块20’和LCD模块10’的运作。无论是在浏览摄像模块20’输入的视频流，还是基带模块30’指令摄像模块20’捕获图像，或进行捕获后的处理，摄像模块20’(包括镜头，光学传感器和DSP芯片--数字信号处理芯片)捕获的图像都需要经过基带模块30’再传送该图像到LCD模块10’(包括LCD显示屏，LCD控制器和LCD驱动部分)进行显示。而且各个过程的实现也都需要基带模块30’中的主控制器来进行控制和协调，而摄像模块20’中的图像处理器并未起到太的作用，这无疑增加了基带模块30’的负担，造成了基带模块的负载过大；而且由于摄像模块20’捕获的图像需要经过基带模块30’后才传送到LCD模块10’，所以在LCD模块10’上显示的图像和实际画面之间有几帧图像的延迟。

这些缺陷的存在使得上述装置在实际操作中不能达到令人满意的使用效果，所以，新的图像处理器的解决方案被需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种避免了上述不足的图像处理器，为了这个目的，本发明提出这样一个解决方案：

在该图像处理器中，除一些通用的功能模块外，其还包括一个与LCD模块相连的LCD接口，图像处理器可以通过该LCD接口直接实现对LCD模块的控制以及与LCD模块之间的数据传输；而且，在该LCD接口和图像处理器与主机的连接模块主机接口之间形成的通道是一个透明的通道，主机模块经图像处理器中的主机接口和LCD接口所形成的透明通道与LCD模块直接相连。

这样一来，用户在对视频流进行预览的时候而不进行捕获的时候，图像数据可以不必经过主机模块，而是直接在摄像模块和LCD模块之间进行传输流动，减少了主机模块不必要的负担；此外，主机模块在控制LCD模块进行一些不需要摄像模块参与的基本操作如菜单显示的时候，仅仅通过所述图像处理器中的通道即可以实现象从前一样方便简单地控制LCD模块的基本运作，而摄像模块并不进行不必要的运作。

另外，在本发明所述图像处理器中还包含一个独立的MCU(微控制器)，当本发明所述图像处理器被用于一个独立的数码相机时，该MCU便可作为主机中主控制器的代替者，来对图像处理器的诸如自动对焦、白平衡等基本操作进行控制，也就是说，在没有主机模块中的主机CPU的时候，带有该MCU的图像处理器完全可以作为一个单独的摄像芯片来运行。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

首先，基于本发明所公开的设计，所述图像处理器可被用于单独的数码相机上，也可被用于带有镶嵌式摄像头的移动通信终端上，而不必要做很大变动。

其次，当所述图像处理器被用于带有镶嵌式摄像头的移动通信终端上时，它的优点也是明显的：摄像模块与LCD模块的直接相连使显示图像和实际画面之间的延迟现象得以很好的消除，用户可以任意地捕获的其所看到的最适合的图像；本发明所提供的结构设计使基带模块减少了不必要的负载，提高了其利用率；另外，移动通信终端在进行基本通话的同时来完成目标图像的捕获和传送操作并互不影响也是利用本发明所提供的图像处理器所能够实现的。

本发明的上述和其它目的、特征和优点从下面结合附图和并非特定的实施例的具体描述中将变得更明显。

附图说明

图1是现有技术中一个带有图像处理器的移动电话的结构框图；

图2是一个带有本发明所述图像处理器的移动电话实施例的框图；

图3是本发明所述图像处理器23的原理框图；

图4本发明所述实施例中基带模块的简单示意框图；

图5是本发明所述图像处理器进行画面预览模式时的数据通道示意图；

图6是本发明所述图像处理器进行静态图像捕获模式时的数据通道示意图；

图7是本发明所述图像处理器进行画面捕获后显示模式时的数据通道示意图；

图8是本发明所述图像处理器进行视频捕捉模式时的数据通道示意图。

具体实施方式

在下面的说明中，公知的功能或结构将不再详细说明，以避免与本发明的内容存在不必要的混淆。

图2是一个带有本发明所述图像处理器的移动电话实施例的框图，参见图2：对于摄像模块20，光学传感器22将从镜头21捕获的光图像转换为电图像信号，图像处理器23把从光学传感器22输入的电图像信号转换为数字信号并将转换后的数字信号进行进一步处理后传给LCD模块10或者是基带模块30。

基带模块30是整个装置的核心部分，它控制移动装置整个操作，与SIM卡(Subscriber ldentity Module用户识别卡)、存储模块60、键盘部分70、音频模块90和电源模块50等相连。图4是该实施例中基带模块的简单示意框图，如图4所示，其中包含：一个DSP(数字信号处理器)31，由一个CPU 32辅助工作，它被用来优化决策导向码(decision-directed code)并且感知、控制外部事件；与DSP31连接的有一个RF接口33和音频接口34，RF接口33与RF模块40相连，音频接口34与音频模块90中的麦克风91和扬声器92连接，控制其正常工作的实现；快闪存储模块36，存储所有微处理器编码；静态存储器(SRAM)模块35，用作缓存、寄存器和中间存储器。一个电源管理部分37，其与电源模块50相连，管理整个装置的电源配置。

存储模块60用来存储移动装置需要存储的数据和从摄像模块20捕获到的图像数据。

键盘部分70是用户和本装置的人机接口界面，用户用来完成需要的各种操作。

音频模块90解调从RF模块40接收到的编码的声音信号并提供解调的声音信号给扬声器92，并编码来自麦克风91的电声信号并经提供编码的声音信号给RF模块40。

LCD模块10包括LCD显示屏11、LCD控制器13和两个LCD驱动器12。LCD模块用于显示摄像电话的基本操作状态，并对摄像头捕获的图像或者电话储存装置内的图像文件进行显示。

RF(射频)模块40包括主要对输入RF信号进行处理的RF处理器、把RF信号转换为IF信号的IF(中频)处理器和把IF信号转换为基带模块30可处理的基带位流的基带处理器。另外，尽管未示出，RF模块40被分为接收器和发射器。RF模块40中的接收器把输入的RF信号放大而抑制噪音，并且经IF处理器把放大的信号转换为数字信号。转换的数字信号被提供给基带模块30。RF模块40中的发射器把从基带模块30提供的根据频带调制后的信号放大，并且经未描述的天线部分发射该信号。

图3是本发明所述图像处理器23的原理框图，如图3所示，在该移动通信装置中，基带模块30经图像处理器23中的主机接口231和LCD接口238所形成的透明通道与LCD模块10相连，这样一来，在不需要摄像操作的时候，基带模块30还可以象以前一样方便简单地控制LCD模块的基本运作，此时图像处理器23的摄像功能并不进行工作。

另外，摄像模块20不通过基带模块30与LCD模块10之间进行图像和数据传输，而是直接通过图像处理器23中的LCD接口238与LCD模块10直接相连；基带模块30中的主机CPU 32通过主机接口231来控制图像处理器23的工作，主机接口231接收来自基带模块的命令和数据。sIF(sensor interface传感器接口)和ISP(image signal processing图像信号处理)模块232接收来自CCD/CMOS图像传感器22的RGB/YUV图像数据，对该图像数据进行诸如白平衡、色彩纠正、gamma纠正、插值纠正等一些算法操作。Sizer(图像大小管理器)234能改变来自图像传感器22的图像的分辨率，它可提供适合图像预览和捕捉的不同的分辨率。尽管未示出，sizer(大小管理器)被分为Previewsizer(预览图像大小管理器)和Capture sizer(捕获图像大小管理器)两部分。其中MCU(微控制器)240可对图像处理器23的诸如自动对焦、白平衡等基本操作进行控制，在没有基带模块30中的主机CPU 32的时候，带有MCU(微控制器)240的图像处理器23完全可以作为一个单独的摄像芯片来运行。

JPEG(联合图像编码专家组)编码解码单元236，可根据压缩彩色静止照片的国际标准将从Sizer模块234输入的YUV格式数字图像信号压缩为JPEG文件，或者将JPEG文件解压缩为YUV格式文件。帧缓存器235用来存储一帧临时的图像数据。GE(graphics engine图像引擎)245是一个专门的逻辑处理器用于执行位块传送、画线、光栅操作等二维图像操作。

YUV-RGB转换器242进行YUV和RGB图像格式之间的转换。其和Dither-ing(色深处理)部分247一起对图像数据进行适合LCD模块进行图像显示的格式处理。存储接口239用来连接闪存模块60，进行数据的存储。此外本装置中还包括SPI接口230，并与系统控制器和内部总线相连。

在进行诸如Jepg编码解码算法处理时候，对像素的处理是按块进行，而在另外一些诸如对图像进行锐化、噪声消除时却是以线像素进行的，Sizer线缓存器244和Jepg线缓存器248就是为了这样的原因，因非本发明所重要表达之处，所以此处不多作解释。

本发明所述图像处理器可作为独立的数码相机或者镶嵌式数码相机的图像处理芯片。当用作一个独立的数码相机芯片的时候，没有外部的CPU，MCU240就是系统控制器。当用作一个移动通信终端上镶嵌式数码相机的图像处理芯片时，基带上的主机CPU控制本图像处理器的运作。

当本发明所述图像处理器作为独立的数码相机或者镶嵌式数码相机的图像处理芯片摄像操作和处理的时候有四个工作模式：预览模式，静态图像捕获模式、捕获后显示模式和视频捕获模式。

在预览模式中，持续的视频流被显示在LCD显示屏11上，用户可以调节LCD显示屏11上所正显示出图像的不同缩放率和分辨率，当用户看到合适的画面的时候，可以通过对键盘部分70的操作譬如按键来捕获该图像。如图5本发明所述装置进行画面预览时的数据通道示意图所示，图像处理器23通过SIF/ISP模块232接收来自图像传感器22的图像数据并对其进行相关的处理，然后通过Preview sizer(预览图像大小管理器)234改变图像的分辨率，经过YUV-RGB转换器242进行色彩空间转换和Dithering部分247的色深处理后，图像被存储于帧缓存器235，GE245可对图像作一些硬件图形加速处理。最后LCD控制器13和LCD接口238从帧缓存器235中读出图像数据并传送给LCD模块10用于显示。

在静态图像捕获模式中，当用户选定合适的画面后，他可以捕获一帧图像。如图6本发明所述图像处理器进行静态图像捕获模式时的数据通道示意图。主机CPU或者MCU240发出捕捉命令，图像处理器可以捕获下一帧图像，当用户捕捉到一帧图像的后，首先经过SIF/ISP模块232进行处理，然后Sizer模块234根据用户的选择改变图像的分辨率，JPEG编码解码单元236将图像进行压缩并存储于帧缓存器235中，在基带模块30发出传送图像的指令后，该JPEG图像被传送出去。

本发明所述图像处理器具有捕获后显示功能，在捕获后显示模式中，帧缓存器235中的图像是JPEG图像，它是被用户通过本装置捕获的图像或者是由主机CPU传送来的图像，在经JPEG编码解码单元236解压缩后，图像被转换为YUV数据格式，然后通过sizer234改变图像的分辨率并经过YUV-RGB转换器242进行色彩空间转换和Dither-ing(色深处理)部分的色深处理后，图像被存储于帧缓存器235，然后经LCD接口238传送给LCD模块10进行显示。其数据通道参见图7。

在视频捕获模式中，本发明所述图像处理器可以捕获QCIF/CIF MJEPG视频剪片存储于帧缓存器235中，其数据通道和静态图像捕捉模式相似，不同的是该图像的分辨率非常小，而且可能有多帧JEPG图像放置于帧缓存器235中。其数据通道参见图8。

本发明所述的多功能图像处理器，并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims

1、一种用于数码摄像装置中的图像处理器，至少包含传感器接口/图像信号处理模块(232)、图像大小管理器(234)和一个用于相连主机模块的主机接口(231)，其特征在于：所述图像处理器还包括一个与LCD模块(10)相连的LCD接口(238)，图像处理器可以通过该LCD接口(238)直接实现对LCD模块(10)的控制以及与LCD模块(10)之间的数据传输，图像处理器中的主机接口(231)和LCD接口(238)之间形成的通道是一个透明的通道，主机模块经所形成的透明通道与LCD模块(10)直接相连。

2、根据权利要求1所述的图像处理器，其特征在于，所述图像处理器还进一步包含一个可控制摄像模块独立进行正常工作的MCU微控制器(240)。

3、根据权利要求2所述的图像处理器，其特征在于，当所述图像处理器被用于一个独立的数码相机时，所述MCU(240)便代替主机CPU作为系统控制者。

4、根据权利要求3所述的图像处理器，其特征在于，所述MCU(240)可对图像处理器的包括自动对焦、白平衡的基本操作进行控制。

5、根据权利要求1或2所述的图像处理器，其特征在于，所述图像处理器包含一个大小管理器(234)用于改变图像的分辨率。

6、根据权利要求5所述的图像处理器，其特征在于，大小管理器(234)被分为预览图像大小管理器和捕获图像大小管理器两部分。