CN1592457A - 手机摄像方法及用在手机中的摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种手机摄像方法及摄像装置，在运行摄像功能的程序时，CPU只需将预览或拍照指令发送到设于基带上的GSP接口，其他有关预览或拍照的程序即可自动运行，包括：GSP接口发出控制命令给摄像头，并接收摄像头传送的图像数据，以及对图像数据进行相应的格式转换，由DMA控制器以中断方式通知CPU，并由CPU显示到显示屏上，或者经该DMA控制器，以及图像缓存器、最后由CPU进行软解码后显示在显示屏上。本发明使得摄像功能的程序在运行时，仅占用CPU约30％的时间，降低了系统负担和手机制造成本。

Description

手机摄像方法及用在手机中的摄像装置
技术领域
本发明涉及移动通讯终端的摄像技术领域，尤其涉及手机摄像方法及用在手机中的摄像装置。
背景技术
可摄像手机因其既整合有通话与摄像等功能，又便于携带，使得人们不仅可以随时随地利用手机进行通话，还可以随时随地进行拍照或摄像，并将拍到的照片或摄到的视频流上传到网上，或发到亲友的手机或电子信箱中，而能够与亲友共享乐趣。
如图1A所示，为现有的手机中与摄像功能有关的装置的方框图，手机基带CPU2直接控制摄像头3的摄像、压缩以及传送图像到LCD显示屏1上的操作，因此，摄像功能的程序在运行时往往会给手机系统带来很大的负荷，影响手机的基本功能。如果在运行摄像程序的时候有来电，基带CPU2就可能因为被摄像功能的程序占用太多时间而无法正常启动来电处理程序，因此，虽然手机增加了摄像功能，该摄像功能反而却影响了手机的基本功能(如通话)。
为了保证手机在基本功能(如通话)不受影响的基础上有较好的预览图像质量，大多数手机制造商在手机上增设了一个协处理器，亦称手机图形处理芯片。如图1B所示，为现有的另一种手机中与摄像功能有关的装置的方框图，是在基带CPU2与摄像头3之间增设了手机图形处理芯片4，该手机图形处理芯片4与基带CPU2、摄像头3中的图像传感器(图中未示)、以及LCD显示屏1相连接。可见，为了使手机图形处理芯片4能为手机所用，手机制造商不仅需要配设手机图形处理芯片4与基带CPU2的接口，还需要配设手机图形处理芯片4与LCD显示屏1之间的接口，增加在PCB(即印刷电路板)上的走线。并且，手机图形处理芯片4也需要占用手机PCB上有限的空间，使得可摄像手机的制造难度增加，成本提高。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种手机摄像方法，在不增加手机图形处理芯片的前提下，降低手机在运行摄像程序时所占用的CPU的时间，在不影响手机的基本功能的同时，实现较好的图像质量和较快的预览速度，进而降低可摄像手机的制造难度与成本。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种手机摄像方法：包括：
步骤S11：中央处理单元将DMA控制器和GSP接口设置为能够接收并处理预览图像数据的预览模式，并发出预览指令到所述的GSP接口；
步骤S12：所述的GSP接口通过I2C总线发出预览控制命令给所述的摄像头，并接收所述摄像头输出的预览图像数据；
步骤S13：DMA控制器接收所述的GSP接口输出的预览图像数据并存储于DMA缓存区；
步骤S14：当所述DMA缓存区满时，所述DMA控制器以中断方式通知所述的中央处理单元；
步骤S15：所述中央处理单元将所述预览图像数据显示在显示屏上。
其中，所述的步骤S12还包括步骤S121：所述的GSP接口将所接收的预览图像数据的格式转换为所述的显示屏显示所需的预览图像数据的格式并输出；所述的GSP接口所接收的预览图像数据的格式为RGB888格式；所述的显示屏显示所需的预览图像数据的格式为RGB565格式。
本发明的手机摄像方法，还包括：
步骤S16：所述的中央处理单元将所述的GSP接口设置为能够接收并处理拍照图像数据的拍照模式，并发出拍照指令到所述的GSP接口的步骤；
步骤S17：所述的GSP接口通过所述I2C总线发出拍照控制命令给所述的摄像头，并接收所述摄像头输出的拍照图像数据的步骤；
步骤S18：所述DMA控制器接收所述的GSP接口输出的拍照图像数据并存储于DMA缓存区的步骤；
步骤S19：所述DMA控制器传送所述的拍照图像数据于图像缓存器中的步骤；
步骤S20：所述的中央处理单元对所述拍照图像数据软解码，并显示在所述的显示屏上或者进行保存的步骤。
其中，所述的拍照图像数据的格式为JPEG格式。
可见，本发明直接利用手机的基带串口实现摄像功能，在运行摄像功能的程序时，CPU将DMA控制器和GSP进行预设，并将预览或拍照指令发送到基带上的GSP接口，有关预览或拍照的程序的大部分过程即可自动运行。而CPU在整个过程中只对最终的图像进行处理，如将浏览所用的RGB565格式数据显示到显示屏，以及将拍照时所用的JPEG格式数据解码和将图像显示到显示屏或进行保存。从而使得摄像功能的程序在运行时，一般不会占用超过CPU50％的时间，降低了系统负担。
此外，本发明还提供了一种用在手机中的摄像装置，其特征在于，所述的摄像装置与中央处理单元、显示屏、摄像头联接，并包括依次联接的GSP接口、DMA控制器；所述的摄像装置运行于摄像模式，所述摄像模式包括以下的预览模式：
所述的中央处理单元设置所述的DMA控制器和所述GSP接口，使其可接收并处理预览图像数据，并发出预览指令到所述的GSP接口；
所述的GSP接口通过I2C总线发出预览控制命令给所述的摄像头，并接收所述摄像头输出的预览图像数据；
所述DMA控制器接收所述的GSP接口输出的预览图像数据，并将所述预览图像数据存储于DMA缓存区内，当所述DMA缓存区满时，以中断方式通知所述的中央处理单元，由后者将所述预览图像数据显示在所述显示屏上。
其中，所述的GSP接口接收的预览图像数据为RGB888格式数据，将所述RGB888格式数据转换为RGB565格式数据后输出。
本发明的手机中的摄像装置还包括图像缓存器，所述的摄像模式包括以下拍照模式：
所述的中央处理单元重新设定所述的GSP接口，使其能够接收并处理拍照图像数据，并发出拍照指令到所述的GSP接口；
所述的GSP接口通过所述I2C总线发出拍照控制命令给所述的摄像头，接收所述摄像头输出的拍照图像数据并通过所述DMA控制器存储到所述DMA缓存区内；
所述DMA控制器将所述的拍照图像数据单独存入所述的图像缓存器中，由所述的中央处理单元对所述拍照图像数据进行软解码，并显示在所述的显示屏上或者进行保存。
其中，所述的图像缓存器为JPEG图像缓存器。
通过本发明所提供的设计方法进行适当的设计，将中央处理单元、GSP接口、DMA控制器、JPEG图像缓存器这些部件协调工作起来，完成摄像功能。本发明仅利用现有的基带的处理能力对视频数据流进行处理和显示，无须添加额外的图像处理芯片，亦不会增加CPU的负担，不仅能达到较好的图像预览效果，并在进行拍照时能够拍下图像质量良好的JPEG格式的图片，保存于手机中。
附图说明
图1A为现有的手机中与摄像功能有关的装置的方框图；
图1B为另一种现有的手机中与摄像功能有关的装置的方框图；
图2A为本发明所提供的手机摄像方法的第一实施例的流程图；
图2B为本发明所提供的手机摄像方法的第二实施例的流程图；
图3A为本发明的手机中摄像装置的第一实施例的方框图；
图3B为本发明的手机中摄像装置的第二实施例的方框图；
图4为本发明的GSP接口执行长度可变的通讯协议代码的编程示意图。
具体实施方式
本发明的手机摄像方法是在ADI硬件平台，TTPcom软件平台上开发的，在本发明中，整个摄像功能的程序运行时一般只占用CPU少于30％的时间。
图2A为本发明所提供的手机摄像方法的第一实施例的流程图；包括S11到S15等5个步骤，具体如下：
步骤S11：中央处理单元将DMA控制器和GSP接口设置为能够接收并处理预览图像数据的预览模式，并发出预览指令到所述的GSP接口。
其中，GSP接口401，即通用串行接口是一种多功能串口，能够独立于CPU自动运行，其通讯协议可编程。通过程序代码的技巧性处理，参见图4，使该通讯协议代码执行长度可变，使数据波形的取样点具有一定的自适应能力，使之能够适应更高速率的数据。另外，还将串行数据的特点和GSP指令执行时间相结合，而将数据取样点适当提前，使之能够接受快一倍的数据。
中央处理单元将DMA控制器和GSP接口设置为能够接收并处理预览图像数据的预览模式，即是使DMA控制器和GSP接口运行预览时所用的通讯协议，这种设置使得DMA控制器和GSP接口能够识别、接收摄像头输出的预览用图像数据并对该图像数据进行处理。
步骤S12：所述的GSP接口通过I2C总线发出预览控制命令给所述的摄像头，并接收所述摄像头输出的预览图像数据。
在本步骤中，摄像头将所摄取的图像转换为RGB888格式的数据，并经GSP接口的控制而输出。
优选地，在本实施例中，还包括一个步骤S121，即：GSP接口接收数据的同时丢弃部分不影响图像质量的数据，并一边接收摄像头传送的RGB888格式数据，一边转换成LCD所需要的显示格式，即RGB565格式数据。
步骤S13：DMA控制器接收所述的GSP接口输出的预览图像数据并存储于DMA缓存区。
在本步骤中，DMA缓存在DMA控制器的控制之下接收RGB565格式数据。
步骤S14：当所述DMA缓存区满时，所述DMA控制器以中断方式通知所述的中央处理单元。
在本步骤中，RGB565格式数据通过DMA控制器直接送往LCD显示屏上。从而，图像数据绕过系统的显示缓存。
步骤S15：所述中央处理单元将所述预览图像数据显示在显示屏上。
在本步骤中，在LCD显示屏上采用新的刷新机制：将其它刷新请求进行屏蔽，使来自摄像头30的图像数据流对LCD有最高的优先显示权，避免刷屏冲突；通过这样的设置，本发明在LCD显示上具有较好的图像质量，以及较快的预览速度，在LCD显示屏10为128*160像素尺寸时，可达11帧/每秒。
图2B为本发明所提供的手机摄像方法的第二实施例的流程图，包括S11到S20等10个步骤，其是在手机摄像方法的第一实施例的预览功能的基础上增加了拍照功能，因此本实施例中的S11到S15步骤与图2A的S11到S15步骤相同，这里不再赘述，现对本实施例中的S16到S20等5个步骤具体描述如下：
步骤S16：所述的中央处理单元将所述的GSP接口设置为能够接收并处理拍照图像数据的拍照模式，并发出拍照指令到所述的GSP接口。
如前所述，GSP接口能够独立于CPU自动运行，其通讯协议可编程，在由预览模式切换为拍照模式时，中央处理单元将GSP进行重新设定，使之工作在JPEG图像数据接收的模式下。
步骤S17：所述的GSP接口通过所述I2C总线发出拍照控制命令给所述的摄像头，并接收所述摄像头输出的拍照图像数据。
在本步骤中，优选的，摄像头将所摄取的图像转换为JPEG格式的数据并经GSP接口的控制输出。
步骤S18：所述DMA控制器接收所述的GSP接口输出的拍照图像数据并存储于DMA缓存区。
在本步骤中，JPEG格式的数据经DMA控制器缓冲。
步骤S19：所述DMA控制器存储所述的拍照图像数据于图像缓存器中。
在本步骤中，DMA控制器和GSP接口协同工作，自动将JPEG图像存入图像缓存器。将RGB格式数据与JPEG格式数据在DMA缓存4021分离，并由DMA控制器402直接将RGB格式数据进行显示，将会大大简化了DMA控制的操作，增大了数据的接收速度。而将拍照所用的JPEG数据单独缓存，以供软解压，也有利于中央处理单元将其显示或者存入FLASH。
步骤S20：所述的中央处理单元对所述拍照图像数据软解码，并显示在所述的显示屏上或者进行保存。
由图2A与图2B的实施例可知，采用本发明的手机摄像方法，在运行摄像功能的程序时，基带CPU只需将预览或拍照指令发送到设于基带上的GSP接口，其他有关预览或拍照的程序即可自动运行，包括：GSP接口发出控制命令给摄像头，并接收摄像头传送的图像数据，以及对图像数据进行相应的格式转换，再通过DMA控制器显示到显示屏上，或者经该DMA控制器，以及图像缓存器、最后由CPU进行软解码后显示在显示屏上。由于本发明的这些程序都是独立于CPU运行，从而使得摄像功能的程序在运行时，仅占用CPU约30％的时间。同时，由于本发明直接由DMA控制器将图像数据显示在显示屏上，简化了图像数据的处理环节，提高了图像预览速度。
如图3A所示，为本发明的手机摄像装置的第一实施例的方框示意图，包括相互连接的LCD显示屏10、基带CPU20、摄像头30、手机摄像装置40，其中，基带CPU20与手机摄像装置40均属于基带电路部分。手机摄像装置40包括依次相连的GSP接口401、DMA控制器402，其中，DMA控制器402包括DMA缓存4021。
其中，GSP接口401，即通用串行接口是一种多功能串口，能够独立于CPU自动运行，其通讯协议可编程。
在摄像(CAMERA)模式下，基带CPU 20发出预览指令到GSP接口401，GSP接口401即通过I2C总线50发出控制命令给摄像头30，摄像头30将所摄到的图像转换为RGB888数据后，通过GSP接口401下载到手机摄像装置40的DMA缓存4021。
预览时，GSP接口401接收数据的同时丢弃部分不影响图像质量的数据，并一边接收摄像头传送的RGB888格式数据，一边转换成LCD所需要的显示格式，即RGB565格式数据。
DMA缓存4021在DMA控制器402的控制之下接收RGB565格式数据，并显示在LCD显示屏10上；
同时，将帧同步信息隐藏在人眼对之不敏感的蓝色数据信息之中，进一步的减少了数据和处理时间。其中，由于DMA控制器402的高速切换，可以防止数据在切换时丢失。
因此，在本设计中可以接收串口的传输速率达到8Mbps的高速数据流。
接着，RGB565格式数据通过DMA控制器402直接送往LCD显示屏10上。从而，图像数据绕过系统的显示缓存。同时，在LCD显示屏10上采用新的刷新机制：将其它刷新请求进行屏蔽，使来自摄像头30的图像数据流对LCD有最高的优先显示权，避免刷屏冲突；通过这样的设置，本发明在LCD上具有较好的图像质量，以及较快的预览速度，在LCD显示屏10为128*160像素尺寸时，可达11帧/每秒。
如图3B所示，为本发明的手机摄像装置及所涉及的装置的第二实施例的方框示意图，包括相互连接的LCD显示屏10、基带CPU20、摄像头30、手机摄像装置40，其中，基带CPU20与手机摄像装置40均属于基带电路部分。手机摄像装置40包括依次相连的GSP接口401、DMA控制器402、JPEG图像缓存器403，其中，DMA控制器402包括DMA缓存4021。本实施例是在第一实施例的基础增加了JPEG图像缓存器403，而使手机具有拍照功能。
在摄像(CAMERA)模式中的拍照模式下，所述的中央处理单元将GSP进行重新设定，使之工作在JPEG图像数据接收的模式下，并发出拍照指令到所述的GSP接口，DMA和GSP即协同工作，自动将JPEG图像存入图像缓存器。
基带CPU20发出拍照指令到GSP接口401，GSP接口401即切换成另一种针对JPEG数据特点的通讯程序，利用无用数据传送时间进行必要的数据接收程序流程控制和JPEG数据的合并操作，如将2个11bit的数据合并成1个16bit的数据。此时，GSP接口401通过I2C总线50发出控制命令给摄像头30，摄像头30将所摄到的图像转换为JPEG格式数据，所述GSP接口接收JPEG格式数据，并经由DMA控制器缓冲后，即下载到DMA缓存4021内，再转移至所述JPEG图像缓存器403中，最后由基带CPU20对JPEG图像进行软解码(SW JPEG Decode)并显示在LCD显示屏10上。
将RGB格式数据与JPEG格式数据在DMA缓存4021分离，并由DMA控制器402直接将RGB格式数据进行显示，大大简化了DMA控制的操作，增大了数据的接收速度。而将拍照所用的JPEG数据单独缓存，以供软解压，显示或者存入FLASH。
通过本发明的手机摄像装置，在运行摄像功能的程序时，CPU将预览或拍照指令发送到设于基带上的GSP接口，该GSP接口即可自动运行。由于本发明的GSP程序是独立于CPU运行，并在数据接收和处理方面作了技巧性处理，因此，本发明在减轻CPU的负担的同时，在摄像功能上有良好的性能，即实现了较好的图像质量和较快的预览速度。因此，本发明降低了可摄像手机的制造难度和成本。
以上所述为本发明的实施例，仅供说明本发明之用，并非用以限制本发明，凡有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所做的各种等效变化与修改均属于本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种手机摄像方法，包括：
步骤S11：中央处理单元将DMA控制器和GSP接口设置为能够接收并处理预览图像数据的预览模式，并发出预览指令到所述的GSP接口；
步骤S12：所述的GSP接口通过I2C总线发出预览控制命令给所述的摄像头，并接收所述摄像头输出的预览图像数据；
步骤S13：DMA控制器接收所述的GSP接口输出的预览图像数据并存储于DMA缓存区；
步骤S14：当所述DMA缓存区满时，所述DMA控制器以中断方式通知所述的中央处理单元；
步骤S15：所述中央处理单元将所述预览图像数据显示在显示屏上。
2.如权利要求1所述的手机摄像方法，还包括：
步骤S16：所述的中央处理单元将所述的GSP接口设置为能够接收并处理拍照图像数据的拍照模式，并发出拍照指令到所述的GSP接口；
步骤S17：所述的GSP接口通过所述I2C总线发出拍照控制命令给所述的摄像头，并接收所述摄像头输出的拍照图像数据；
步骤S18：所述DMA控制器接收所述的GSP接口输出的拍照图像数据并存储于DMA缓存区；
步骤S19：所述DMA控制器将所述的拍照图像数据传送到图像缓存器中；
步骤S20：所述的中央处理单元对所述拍照图像数据软解码，并显示在所述的显示屏上或者进行保存。
3.如权利要求1所述的手机摄像方法，其中，所述的步骤S12还包括步骤S121：所述的GSP接口将所接收的预览图像数据的格式转换为所述的显示屏显示所需的预览图像数据的格式并输出。
4.如权利要求3所述的手机摄像方法，其中，所述的GSP接口所接收的预览图像数据的格式为RGB888格式；所述的显示屏显示所需的预览图像数据的格式为RGB565格式。
5.如权利要求2所述的手机摄像方法，其中，所述的拍照图像数据为JPEG格式数据。
6.如权利要求5所述的手机摄像方法，其中，所述的拍照模式是指所述的GSP接口与所述DMA控制器能够接收JPEG格式数据的模式。
7.一种手机中的摄像装置，其特征在于，所述的摄像装置分别与中央处理单元、显示屏、摄像头联接，并包括依次联接的GSP接口、DMA控制器，在预览模式下；
所述的中央处理单元设置所述的DMA控制器和所述GSP接口，使其可接收并处理预览图像数据，并发出预览指令到所述的GSP接口；
所述的GSP接口通过I2C总线发出预览控制命令给所述的摄像头，并接收所述摄像头输出的预览图像数据；
所述DMA控制器接收所述的GSP接口输出的预览图像数据，并将所述预览图像数据存储于DMA缓存区内，当所述DMA缓存区满时，以中断方式通知所述的中央处理单元，由后者将所述预览图像数据显示在所述显示屏上。
8.如权利要求7所述的手机摄像装置，其特征在于，还包括用于拍照模式的图像缓存器，在所述的拍照模式下：
所述的中央处理单元重新设定所述的GSP接口，使其能够接收并处理拍照图像数据，并发出拍照指令到所述的GSP接口；
所述的GSP接口通过所述I2C总线发出拍照控制命令给所述的摄像头，接收所述摄像头输出的拍照图像数据并通过所述DMA控制器存储到所述DMA缓存区内；
所述DMA控制器将所述的拍照图像数据单独存入所述的图像缓存器中，由所述的中央处理单元对所述拍照图像数据进行软解码，并显示在所述的显示屏上或者进行保存。
9.如权利要求7所述的手机摄像装置，其特征在于，所述的GSP接口接收的预览图像数据为RGB888格式数据，将所述RGB888格式数据转换为RGB565格式数据后输出。
10.如权利要求8所述的手机摄像装置，其特征在于，所述的图像缓存器为JPEG图像缓存器。
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