專利名稱：基于usb模式的圖像傳輸方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于USB模式的圖像傳輸 實(shí)現(xiàn)方案。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)碼攝像技術(shù)的飛速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)的日益成熟，越來越多 的PC Camera (電腦攝像頭)被廣泛的用于視頻聊天和其他方面。PC Camera的核心處理芯片為帶有USB模塊的圖像處理芯片，USB模塊提供相 應(yīng)的USB接口 ，通過USB接口可以進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的傳輸。
作為圖像傳輸?shù)腢SB接口目前包括USB1.1和USB2.0兩種傳輸模式。即 作為 一種通用型的圖像處理芯片應(yīng)該同時(shí)兼容USB1.1和USB2.0兩種圖像傳 輸方式。由于USB2.0協(xié)議自身向下兼容USB1.1的傳輸方式，因此，如果圖 像處理芯片帶有的USB模塊為USB1.1或USB2.0的模式，從數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議 本身來說，是可以同時(shí)兼容USB1.1和USB2.0兩種傳輸模式。
但是，由于兩種模式下的傳輸速率相差很大，具體為USB1.1模式下的 傳輸最大速率為12Mb/s, USB2.0模式下的傳輸最大速率可以達(dá)到480Mb/s; 因此，當(dāng)傳輸輸入格式為VGA (視頻圖形陣列)格式的圖像時(shí)，因數(shù)據(jù)量較 大，使得同樣大小的圖像在USB1.1模式下傳輸無法達(dá)到與USB2.0模式下傳 輸相同的效果。
目前，為解決在USB1.1模式下傳輸VGA格式圖像存在的問題，主要是將 圖像進(jìn)行JPEG (聯(lián)合圖像專家組壓縮標(biāo)準(zhǔn))壓縮后傳輸?shù)街鳈C(jī)端進(jìn)行解壓
后顯示。這種實(shí)現(xiàn)方案雖然能夠以較高的幀速率傳輸并以較好的圖像質(zhì)量進(jìn)
行顯示，但卻存在相應(yīng)的缺陷，具體缺陷為在進(jìn)行JPEG壓縮過程中，需 要消耗比較大的硬件資源，增加了芯片的面積，提高了成本；另外，JPEG 解壓縮的運(yùn)算量比較大，會(huì)占用較多的CPU資源，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的處理 效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于USB模式的圖像傳輸方法及裝置，從而可 以以較低的實(shí)現(xiàn)成本獲得較高的圖像質(zhì)量。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明提供了一種基于USB模式的圖像傳輸方法，該方法用于數(shù)字圖像 處理器向基于USB1.1模式的主機(jī)端傳輸由圖像傳感器傳遞來的圖像數(shù)據(jù)，該 方法具體包括
圖像傳感器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的行長(zhǎng)將采集的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字圖像處理 器，并由數(shù)字圖像處理器對(duì)所述圖像處理進(jìn)行處理，所述的行長(zhǎng)為根據(jù) USB1.1模式的傳輸速率確定；
數(shù)字圖像處理器將處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，并在轉(zhuǎn)換為與主機(jī) 端支持的圖像尺寸匹配的圖像格式后傳送給主機(jī)端。
可選地，基于USB1.1模式的傳輸速率，所述的預(yù)先設(shè)置的行長(zhǎng)不小于公 式{ [ (1msx時(shí)鐘頻率)/ (1.2Kx2/每?jī)尚挟a(chǎn)生的數(shù)據(jù)量)]-原行長(zhǎng)}確 定的值。
可選地，所述的行長(zhǎng)預(yù)先設(shè)置于圖像傳感器的寄存器中。 可選地，本發(fā)明所述的方法還包括
當(dāng)主機(jī)端支持VGA或QVGA圖像尺寸時(shí)，所述的轉(zhuǎn)換處理包括
根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的紅色分量平均值和綠色分量平均值共4個(gè)字
節(jié)，并丟棄各個(gè)字節(jié)中的最低兩位，獲得剩余的3個(gè)字節(jié)數(shù)的圖像數(shù)據(jù)；
根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的綠色分量平均值和藍(lán)色分量平均值共4個(gè)字
節(jié)，并丟棄各個(gè)字節(jié)中的最低兩位，獲得剩余的3個(gè)字節(jié)數(shù)的圖像數(shù)據(jù)； 當(dāng)主機(jī)端支持QQVGA圖像尺寸時(shí)，所述的轉(zhuǎn)換處理包括 將圖像數(shù)據(jù)中的16個(gè)序列劃分為4個(gè)Y、 4個(gè)U、 4個(gè)Y和4個(gè)V共4組，并分
別求出每組的平均值，作為確定的圖像數(shù)據(jù)。 可選地，所述的方法還包括
主機(jī)端判斷當(dāng)前顯示尺寸是否為QQVGA，如果是，則根據(jù)顯示格式進(jìn) 行處理并輸出，否則，將接收的圖像數(shù)據(jù)的尺寸采用低位補(bǔ)O的方式還原為 340x240，之后再根據(jù)顯示格式進(jìn)行處理并輸出。
本發(fā)明還提供了 一種基于USB模式的圖像傳輸裝置，用于將圖像傳感器 傳送來的圖像數(shù)據(jù)處理后傳遞給基于USB1.1模式的主機(jī)，該裝置包括
通用數(shù)字圖像處理模塊，用于對(duì)圖像傳感器以預(yù)先設(shè)定的行長(zhǎng)傳輸來的 圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理后的圖像數(shù)據(jù)傳送給基于USB1.1模式的圖像數(shù) 據(jù)處理模塊；
基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)通用數(shù)字圖像處理模塊傳 送來的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換為與主機(jī)端支持的顯示格式匹配的圖像 格式后傳送給USB傳輸模塊；
USB傳輸模塊，用于將接收到的圖像數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)。
可選地，所述的裝置還包括
行長(zhǎng)調(diào)整處理模塊，用于根據(jù)USB1.1模式下的傳輸速度確定針對(duì)待傳輸 數(shù)據(jù)需要增加的行長(zhǎng)，并將需要增加的行長(zhǎng)設(shè)置于圖像傳感器的寄存器，以 控制圖像傳感器以增加后的行長(zhǎng)傳送圖像數(shù)據(jù)。
可選地，本發(fā)明所述的裝置還包括
當(dāng)主機(jī)端支持VGA或QVGA圖像尺寸時(shí)，所述的基于USB1. 1模式的圖像
數(shù)據(jù)處理模塊包括
根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的紅色分量平均值和綠色分量平均值共4個(gè)字 節(jié)，并丟棄各個(gè)字節(jié)中的最低兩位，獲得剩余的3個(gè)字節(jié)數(shù)的圖像數(shù)據(jù)；
根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的綠色分量平均值和藍(lán)色分量平均值共4個(gè)字 節(jié)，并丟棄各個(gè)字節(jié)中的最低兩位，獲得剩余的3個(gè)字節(jié)數(shù)的圖像數(shù)據(jù)；
當(dāng)主機(jī)端支持QQVGA圖像尺寸時(shí)，所述的基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù) 處理模塊包括
將圖像數(shù)據(jù)中的16個(gè)序列劃分為4個(gè)Y、 4個(gè)U、 4個(gè)Y和4個(gè)V共4組，并分
別求出每組的平均值，作為確定的圖像數(shù)據(jù)。
可選地，所述的主機(jī)執(zhí)行的處理包括判斷當(dāng)前顯示尺寸是否為 QQVGA，如果是，則根據(jù)顯示格式進(jìn)行處理并輸出，否則，將接收的圖像 數(shù)據(jù)的尺寸采用低位補(bǔ)0的方式還原為340 x240，之后再根據(jù)顯示格式進(jìn)行 處理并輸出。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明無需在圖像處理器內(nèi)部 做JPEG圖像壓縮，從而可以降低芯片的面積，減少芯片的成本，同時(shí)可以 保證在VGA和QVGA才莫式下傳輸速率可以達(dá)到20f/s,在QQVGA模式下傳輸 速率可以達(dá)到30f/s,并且可以得到較好的圖像質(zhì)量；另外，對(duì)經(jīng)過通用模塊 處理后的圖像進(jìn)行下采樣處理后再傳送至主機(jī)端，主機(jī)端只需要對(duì)圖像進(jìn)行 彩色插值處理后進(jìn)行放大或縮小，以及根據(jù)顯示格式進(jìn)行色彩空間變換即 可，而不需要再進(jìn)行其它的運(yùn)算而增加CPU的資源占用，也就是說，本發(fā)明 提供的實(shí)現(xiàn)方案的運(yùn)算量比在主機(jī)端進(jìn)行JPEG解壓對(duì)CPU資源占用量小。


圖1為本發(fā)明的數(shù)字圖像處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)連接方式的框圖。 圖2為通用的數(shù)字圖像處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為將輸入的尺寸為VGA格式為YU YV的數(shù)據(jù)圖像轉(zhuǎn)換為Beyer格式尺 寸大小為240 x 240圖像數(shù)據(jù)的方法。
圖4為USB1.1模式下輸出圖像尺寸為QQVGA圖像的數(shù)據(jù)變換的結(jié)果。 圖5為WDM驅(qū)動(dòng)程序處理輸入的圖像數(shù)據(jù)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是為了解決在USB1.1模式下圖像傳輸速率較慢的問題，對(duì)輸入的 圖像格式大小為VGA的圖像進(jìn)行下采樣和壓縮處理，在保證圖像的質(zhì)量和傳 輸速率的前提下，盡可能的減少芯片的成本。
本發(fā)明涉及的數(shù)字圖像處理器包括預(yù)處理模塊、插值模塊、自動(dòng)曝光 控制、自動(dòng)白平衡、Gamma校正、色彩空間變換、對(duì)比度增強(qiáng)、色彩校正等 一些通用的圖像處理模塊；另外，圖像處理器中還包括用于進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)傳 輸?shù)腢SB2.0總線模塊及USB1.1總線模塊，本發(fā)明為保證USB1.1模式的圖像 數(shù)據(jù)傳輸，便在該數(shù)字圖像處理器中設(shè)置了基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù)處理 模塊，其用于在USB1. 1模式下對(duì)輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的功能模塊。
基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù)處理模塊主要是根據(jù)在USB1.1模式下WDM (視窗驅(qū)動(dòng)模式)驅(qū)動(dòng)層對(duì)數(shù)字圖像處理器芯片的寄存器的設(shè)置，對(duì)采集到 的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
進(jìn)一步講，首先，由主機(jī)端的WDM驅(qū)動(dòng)程序?qū)Ξ?dāng)前主機(jī)USB的傳輸模式 和當(dāng)前顯示格式進(jìn)行判斷，并根據(jù)不同的顯示格式及模式初始化圖像處理器 和圖像傳感器的相關(guān)寄存器設(shè)置；之后，圖像傳感器將根據(jù)針對(duì)其寄存器的 設(shè)置將采集的圖像數(shù)據(jù)傳遞給圖像處理器，并由被設(shè)置寄存器后的圖像處理 器根據(jù)其寄存器的設(shè)置值對(duì)輸入的圖像進(jìn)行處理；
其中，圖像處理器具體實(shí)現(xiàn)的處理包括
(1)若當(dāng)前主機(jī)USB的傳輸模式為USB1.1,并且上端設(shè)定的圖像顯示
格式大小為VGA格式或QVGA格式時(shí)，利用基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù)處理 模塊對(duì)經(jīng)過通用模塊處理得到的圖像大小為640 x 480 x 2,格式為YUY2的圖 像進(jìn)行處理，得到一組圖像大小為240x240的Bayer格式的圖像，并傳送到 主機(jī)端；對(duì)應(yīng)的，在主機(jī)端，首先將圖像恢復(fù)為320x240的Bayer格式的圖 像數(shù)據(jù)，再將圖像進(jìn)行彩色插值，得到RGB24格式的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)顯示尺 寸的大小進(jìn)行尺寸變換，若顯示格式為RGB24則直接顯示，若顯示格式為 YUY2則將圖像格式轉(zhuǎn)換為YUY2格式后顯示；
(2)若當(dāng)前主機(jī)USB的傳輸模式為USB1.1,并且上端設(shè)定的圖像顯示 格式大小為QQVGA格式時(shí)，利用基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)經(jīng) 過通用模塊處理得到的圖像大小為640 x 480 x 2，格式為YUY2的圖像進(jìn)行處 理，得到一組圖像大小為160x 120x2的格式為YUY2的圖像并傳送到主機(jī) 端；對(duì)應(yīng)的，在主機(jī)端，根據(jù)顯示的格式若為YUY2格式則直接顯示，若為 RGB24格式則進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換后顯示。
為便于對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行 詳細(xì)說明。
由前面描述可知，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，首先需要對(duì)寄存器進(jìn)行初始化處理， 包括針對(duì)圖像傳感器的寄存器和圖像處理器的寄存器的設(shè)置，所述的圖像傳 感器的寄存器中需要設(shè)置基于USB工作模式確定圖像數(shù)據(jù)傳輸行長(zhǎng)，例如， 設(shè)置基于USB1.1模式確定的需要增加的行長(zhǎng)信息等，所述的圖像處理器的寄 存器中保存設(shè)置著圖像處理器進(jìn)行圖像處理及傳輸處理時(shí)需要應(yīng)用的信息， 相應(yīng)的針對(duì)各寄存器的具體初始化實(shí)現(xiàn)過程包括 (一)針對(duì)圖fJt理器的寄存器的初始化設(shè)置
1、在圖像處理器的寄存器中設(shè)置USB工作模式；
具體為根據(jù)當(dāng)前的USB設(shè)備的工作模式不同，將相應(yīng)的工作模式寫入 圖像處理芯片(即圖像處理器)的相應(yīng)寄存器，以告知圖像處理芯片當(dāng)前 USB主機(jī)的工作模式，便于圖像處理芯片根據(jù)寄存器的設(shè)置選擇不同的數(shù)據(jù)
處理方式；其中，對(duì)于支持即插即用的USB設(shè)備，是通過WDM驅(qū)動(dòng)程序在設(shè) 備插入后通過主機(jī)的底層驅(qū)動(dòng)模塊獲取設(shè)備的配置描述符，根據(jù)配置描述符 的不同來區(qū)分USB2.0和USB1.1設(shè)備，從而確定USB設(shè)備的工作模式；
2、在圖像傳感器的寄存器中設(shè)置數(shù)據(jù)輸出方式信息；
在通過屬性設(shè)置接口獲取要顯示的圖像格式大小后，根據(jù)由屬性設(shè)置接 口獲取的當(dāng)前顯示的圖像尺寸大小設(shè)置圖像處理芯片的相應(yīng)寄存器，即在寄 存器中設(shè)置主機(jī)端支持的圖像顯示格式信息，圖像處理芯片會(huì)根據(jù)寄存器的 這一設(shè)置選擇數(shù)據(jù)輸出方式；
(二)針對(duì)圖像傳感器的寄存器的初始化設(shè)置
在圖像傳感器的寄存器中設(shè)置圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)中每行的長(zhǎng) 度，具體設(shè)置每行長(zhǎng)度的方法包括
1、 若當(dāng)前的USB主機(jī)的工作模式為USB2.0模式時(shí)，由于其傳輸速率 高，可以維持圖像傳感器中原來的圖像的行長(zhǎng)不變進(jìn)行傳輸。
2、 若當(dāng)前的USB主機(jī)的工作模式為USB1.1模式時(shí)，由于傳輸速率的限 制，需要增加每行的長(zhǎng)度，以達(dá)到速率匹配；
相應(yīng)的需要增加的行長(zhǎng)度的確定方式包括確定USB1.1模式下的傳輸速 率為12Mb/s，圖像數(shù)據(jù)通過等時(shí)傳輸?shù)姆绞絺魉偷街鳈C(jī)端，USB1.1模式下 可分配給等時(shí)傳輸?shù)淖罡邘挒?0。/。，這樣，相應(yīng)的可利用帶寬約為 1.2MB/s,由于USB1.1模式下的數(shù)據(jù)傳輸是按照1ms每幀的方式傳輸，這樣 1 ms內(nèi)可以傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)約為1.2K字節(jié)，這就要求從設(shè)備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)量 不能超過1.2KB/ms,據(jù)此可以得到需要增加的行長(zhǎng)需要滿足下式
增加行長(zhǎng)> { [ ( 1ms x時(shí)鐘頻率)/ ( 1.2K x 2/每?jī)尚挟a(chǎn)生的數(shù)據(jù) 量)]-原行長(zhǎng)}。
完成上述的各寄存器信息的初始化配置后，圖像傳感器便可以根據(jù)設(shè)定 的行長(zhǎng)將圖像數(shù)據(jù)傳送給圖像處理器，相應(yīng)的圖像處理器便可以根據(jù)寄存器 中相應(yīng)的設(shè)置完成圖像數(shù)據(jù)的處理傳輸，從而適應(yīng)不同USB工作模式的圖像
數(shù)據(jù)傳輸需求。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述的裝置的具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，如圖1所
示，所述的裝置包括圖像傳感器10、數(shù)字圖像處理器20和主機(jī)30，數(shù)字圖像 處理器與圖像傳感器10相連，用于將圖像傳感器采集的圖像數(shù)據(jù)處理后發(fā)送 給主機(jī)30，所述的圖像傳感器用于產(chǎn)生圖像格式大小為VGA格式的Bayer格 式的原始數(shù)據(jù)，所述的主機(jī)30則會(huì)以預(yù)定的顯示格式顯示接收到的圖像數(shù)據(jù)。
所述的數(shù)字圖像處理器20具體包括由圖像傳感器10傳遞來的輸入圖像 數(shù)據(jù)首先經(jīng)過通用數(shù)字圖像處理模塊21進(jìn)行數(shù)字圖像處理；通用數(shù)字圖像處 理模塊21讀取寄存器設(shè)置模塊23的寄存器值，判斷當(dāng)前主機(jī)的USB工作模 式，若為USB2.0工作模式，則將輸出的YUY2格式直接輸出到USB傳輸模塊 24傳送到主機(jī)端進(jìn)行顯示；若為USB1.1工作模式則將輸出的YUY2格式的數(shù) 據(jù)輸入到基于USB!1.1模式的圖像處理模塊22進(jìn)行處理后再輸出到USB傳輸 模塊24,由USB傳輸模塊24傳送到主機(jī)端進(jìn)行處理后顯示。
所述的主機(jī)30的結(jié)構(gòu)包括底層驅(qū)動(dòng)模塊31、 WDM驅(qū)動(dòng)模塊32、屬性 設(shè)置接口33和顯示34。底層驅(qū)動(dòng)模塊由主機(jī)的底層硬件和軟件組成，負(fù)責(zé)底 層的數(shù)據(jù)傳輸；WDM驅(qū)動(dòng)模塊32作為處理的核心，連接底層驅(qū)動(dòng)模塊和屬 性接口，對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后顯示，還用于所前面所述的各寄存器進(jìn)行 初始化設(shè)置操作。
基于圖1所示的本發(fā)明提供的裝置，其中，通用數(shù)字圖像處理模塊中用于 對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要包括
預(yù)處理模塊211 ，用于對(duì)輸入的原始數(shù)字圖像進(jìn)行預(yù)處理。
彩色插值模塊212，用于將輸入的原始圖像進(jìn)行彩色插值處理，即轉(zhuǎn)換 為RGB24格式的圖像數(shù)據(jù)；
白平衡模塊21:3，用于根據(jù)彩色插值輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的白平衡統(tǒng) 計(jì)，將統(tǒng)計(jì)的結(jié)果送入到預(yù)處理模塊211作為針對(duì)下一幀輸入圖像進(jìn)行預(yù)處理的參數(shù)；
色彩校正模塊214和Gamma校正模塊215，分別用于對(duì)RGB24的圖像進(jìn) -f亍色彩才交正和Gamrna才交正；
色彩空間轉(zhuǎn)換模塊216，用于將RGB24格式的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為格式為 YUY2格式的圖像數(shù)據(jù)；
自動(dòng)曝光控制模塊217，用于根據(jù)轉(zhuǎn)換格式后的圖像數(shù)據(jù)的亮度值進(jìn)行 統(tǒng)計(jì)，以進(jìn)行自動(dòng)曝光控制，將得到的曝光時(shí)間經(jīng)過寄存器設(shè)置模塊23中輸 入到圖像傳感器10。
對(duì)比度增強(qiáng)模塊2化，用于輸出格式為YUY2 (或YUYU,其與YUY2格式 相同)的圖像數(shù)據(jù)。
下面將對(duì)圖1中的基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù)處理模塊22的具體實(shí)現(xiàn)的 處理功能進(jìn)行詳細(xì)的說明。
(一)基于圖1所示的本發(fā)明提供的裝置，當(dāng)顯示格式大小為VGA或 QVGA格式時(shí)，則由基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù)處理模塊22產(chǎn)生一組大小為 240x240的Bayer格式的圖像數(shù)據(jù)，相應(yīng)的具體處理過程如圖3所示，包括
步驟221,輸入的第4n+1行的YUYV (或YUY2)的數(shù)據(jù)，對(duì)每4個(gè)字節(jié) 為一組進(jìn)行計(jì)算，先對(duì)兩個(gè)Y求平均，再根據(jù)公式
R = Y + 1.5748x V;
G=Yx 0.1873 (U-128) -0.4681 x (V-128); B=Y+ 1.8556 x (U-128);
計(jì)算出R、 G、 B的值，每一組YUYV依次產(chǎn)生一個(gè)R或G，對(duì)于第4n+1行 轉(zhuǎn)換出來的值將其保存到步驟222所示的長(zhǎng)度為320字節(jié)的緩存內(nèi)，數(shù)據(jù)的排 列順序?yàn)镽GRG…；對(duì)于接下來的步驟223所示的第4n+2行同樣按上述方法 依次產(chǎn)生R或G,每產(chǎn)生一個(gè)R或G，從緩存里讀出相對(duì)應(yīng)位置的R或G,求取 平均值得到mR或mG，對(duì)每得到的4個(gè)mR1、 mG1、 mR2、 mG2丟掉每個(gè)字 節(jié)的最低兩位，并依次拼成如下3個(gè)字節(jié)
D1[7:0]={mR1〖7:5]， mG1[7鄰，
D2={mG5:2> mR2[7:4]}，
D3={mR2[3:2]， mG2[7:2}，
將三個(gè)字節(jié)輸出到USB傳輸模塊24。
接下來為224所示的針對(duì)第4n+3行和第4n+4行的處理，對(duì)第4n+3行計(jì)算 出的GBGB序列存入320字節(jié)的緩存中，在第4n+4^f亍讀出相應(yīng)緩存中的值求 取平均值，按照在第4n+1和4n+2中所述的方法得到D1、 D2和D3并輸出到 USB傳輸模塊24。這樣就可以輸出一組240 x 240的Bayer格式的圖像數(shù)據(jù)。
(二)當(dāng)顯示格式為QQVGA時(shí)，圖1中的基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù) 處理模塊22對(duì)圖像處理序列可以按照?qǐng)D4中步驟227所示的序列來描述，以獲 得160x 120格式的圖像數(shù)據(jù)，相應(yīng)的處理過程包括
對(duì)于第4n+1行的數(shù)據(jù)，對(duì)每16個(gè)步驟227所示的序列，對(duì)Y1 、 Y2、 Y3、 Y4求取平均值mY1，對(duì)U1、 U2、 U3、 U4求取平均值mU,對(duì)Y5、 Y6、 Y7、 Y8求取平均值mY2，對(duì)V1、 V2、 V3、 V4求取平均值mV，并按順序存 入緩存，得到步驟228所示的一組新的序列；
對(duì)于第4n+2行先按照第4n+1行的方法求取平均，并取出緩存中的相對(duì)應(yīng) 的點(diǎn)求取平均后再:l要照順序存入緩存中；
第4n+3行按照第4n+2行的方法更新緩存里的數(shù)據(jù)；
第4n+4行按騰4n+2行的順序進(jìn)行計(jì)算，直接輸出到USB傳輸模塊24中。
上述基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù)處理模塊的具體實(shí)現(xiàn)方法是在VGA或 QVGA模式下對(duì)YUYV格式的圖像數(shù)據(jù)抽取出Bayer格式的圖像數(shù)據(jù)，采用了
對(duì)周圍值求取平均的方法，而不是直接丟點(diǎn)，避免了傳送到主機(jī)端進(jìn)行彩色 插值和放大插值后出現(xiàn)鋸齒的現(xiàn)象，也因圖像是經(jīng)過各種算法處理后的圖 像，主機(jī)端就無需再做其它的算法處理，節(jié)省了CPU的資源占用，丟棄了求 取平均值后的每個(gè)字節(jié)的低2位，在對(duì)圖像質(zhì)量影響不大的情況下將幀速率提高到了 20f/s;在QQVGA模式下經(jīng)過對(duì)周圍值進(jìn)行平均值處理后的YUYV格 式的圖像，主機(jī)端可在YUY2格式下直接顯示，在RGB24格式下只需要進(jìn)行 色彩空間變換后即可顯示，顯示的圖像避免了鋸齒，且傳輸速率可以達(dá)到 30f/s。
由所述基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù)處理模塊22處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)USB傳輸 模塊24將傳輸給主機(jī)，在主機(jī)中由WDM驅(qū)動(dòng)模塊32對(duì)接收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn) 行處理，相應(yīng)的處理的流程如圖5所示，具體包括
步驟321，判斷USB工作模式是否為USB2.0的工作模式，若是，則執(zhí)行 步驟327，否則執(zhí)行步驟322;
步驟322:如果工作在USB1.1模式下，則先判斷當(dāng)前顯示的尺寸大小是 否為QQVGA,如果是，則執(zhí)行步驟327,否則執(zhí)行步驟323;
步驟323、 324，將圖像尺寸還原為320x240，還原方法為將收到的圖 像數(shù)據(jù)每6bits取出，在低位補(bǔ)上2個(gè)0，組成一個(gè)字節(jié)；然后還進(jìn)行彩色插值 處理，并執(zhí)行步驟325;
步驟325,判斷圖像尺寸是否為QVGA，如果是，則執(zhí)行步驟328，否則 執(zhí)行步驟326;
步驟326，對(duì)國(guó)像進(jìn)行放大插值處理，并執(zhí)行步驟328;
步驟327，判斷顯示格式是否為YUY2，如果是，則顯示，否則執(zhí)行步驟329;
步驟328，判斷圖像顯示格式是否為RGB24,如果是，則顯示，否則， 執(zhí)行步驟329;
步驟329,對(duì)閨像進(jìn)行色彩空間轉(zhuǎn)換后輸出顯示。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可 輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明 的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種基于USB模式的圖像傳輸方法，該方法用于數(shù)字圖像處理器向基于USB1.1模式的主機(jī)端傳輸由圖像傳感器傳遞來的圖像數(shù)據(jù)，其特征在于，該方法具體包括圖像傳感器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的行長(zhǎng)將采集的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字圖像處理器，并由數(shù)字圖像處理器對(duì)所述圖像處理進(jìn)行處理，所述的行長(zhǎng)為根據(jù)USB1.1模式的傳輸速率確定；數(shù)字圖像處理器將處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，并在轉(zhuǎn)換為與主機(jī)端支持的圖像尺寸匹配的圖像格式后傳送給主機(jī)端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于USB1.1模式的傳輸速 率，所述的預(yù)先設(shè)置的行長(zhǎng)不小于公式{ [ (1msx時(shí)鐘頻率)/ (1.2Kx2/ 每?jī)尚挟a(chǎn)生的數(shù)據(jù)量)]-原行長(zhǎng)}確定的值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的行長(zhǎng)預(yù)先設(shè)置于圖 像傳感器的寄存器中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的方法，其特征在于，當(dāng)主機(jī)端支持VGA或QVGA圖像尺寸時(shí)，所述的轉(zhuǎn)換處理包括 根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的紅色分量平均值和綠色分量平均值共4個(gè)字節(jié)，并丟棄各個(gè)字節(jié)中的最低兩位，獲得剩余的3個(gè)字節(jié)數(shù)的圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的綠色分量平均值和藍(lán)色分量平均值共4個(gè)字節(jié)，并丟棄各個(gè)字節(jié)中的最低兩位，獲得剩余的3個(gè)字節(jié)數(shù)的圖像數(shù)據(jù)； 當(dāng)主機(jī)端支持QQVGA圖像尺寸時(shí)，所述的轉(zhuǎn)換處理包括 將圖像數(shù)據(jù)中的16個(gè)序列劃分為4個(gè)Y、 4個(gè)U、 4個(gè)Y和4個(gè)V共4組，并分別求出每組的平均值，作為確定的圖像數(shù)據(jù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的方法還包括主機(jī)端判斷當(dāng)前顯示尺寸是否為QQVGA，如果是，則根據(jù)顯示格式進(jìn) 行處理并輸出，否則，將接收的圖像數(shù)據(jù)的尺寸采用低位補(bǔ)O的方式還原為 340x240，之后再#4居顯示格式進(jìn)行處理并輸出。
6、 一種基于USB模式的圖像傳輸裝置，用于將圖像傳感器傳送來的圖 像數(shù)據(jù)處理后傳遞給基于USB1.1模式的主機(jī)，其特征在于，該裝置包括通用數(shù)字圖像處理模塊，用于對(duì)圖像傳感器以預(yù)先設(shè)定的行長(zhǎng)傳輸來的 圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理后的圖像數(shù)據(jù)傳送給基于USB1. 1模式的圖像數(shù) 據(jù)處理模塊；基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)通用數(shù)字圖像處理模塊傳 送來的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換為與主機(jī)端支持的顯示格式匹配的圖像 格式后傳送給USB傳輸模塊；USB傳輸模塊，用于將接收到的圖像數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的裝置還包括 行長(zhǎng)調(diào)整處理模塊，用于根據(jù)USB1.1模式下的傳輸速度確定針對(duì)待傳輸數(shù)據(jù)需要增加的行長(zhǎng)，并將需要增加的行長(zhǎng)設(shè)置于圖像傳感器的寄存器，以 控制圖像傳感器以增加后的行長(zhǎng)傳送圖像數(shù)據(jù)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，當(dāng)主機(jī)端支持VGA或QVGA圖像尺寸時(shí)，所述的基于USB1.1模式的圖像 數(shù)據(jù)處理模塊包括根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的紅色分量平均值和綠色分量平均值共4個(gè)字 節(jié)，并丟棄各個(gè)字節(jié)中的最低兩位，獲得剩余的3個(gè)字節(jié)數(shù)的圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)圖像數(shù)據(jù)計(jì)算獲得對(duì)應(yīng)的綠色分量平均值和藍(lán)色分量平均值共4個(gè)字 節(jié)，并丟棄各個(gè)字節(jié)中的最低兩位，獲得剩余的3個(gè)字節(jié)數(shù)的圖像數(shù)據(jù)；當(dāng)主機(jī)端支持QQVGA圖像尺寸時(shí)，所述的基于USB1.1模式的圖像數(shù)據(jù) 處理模塊包括將圖像數(shù)據(jù)中的16個(gè)序列劃分為4個(gè)Y、 4個(gè)U、 4個(gè)Y和4個(gè)V共4組，并分 別求出每組的平均值，作為確定的圖像數(shù)據(jù)。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述的主機(jī)執(zhí)行的處理包 括判斷當(dāng)前顯示尺寸是否為QQVGA，如果是，則根據(jù)顯示格式進(jìn)行處理 并輸出，否則，將接收的圖像數(shù)據(jù)的尺寸采用低位補(bǔ)0的方式還原為340x 240，之后再根據(jù)顯示格式進(jìn)行處理并輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于USB模式的圖像傳輸方法及裝置。本發(fā)明用于數(shù)字圖像處理器向基于USB1.1模式的主機(jī)端傳輸由圖像傳感器傳遞來的圖像數(shù)據(jù)，具體包括首先，圖像傳感器根據(jù)預(yù)先設(shè)置的行長(zhǎng)將采集的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字圖像處理器，并由數(shù)字圖像處理器對(duì)所述圖像處理進(jìn)行處理，所述的行長(zhǎng)為根據(jù)USB1.1模式的傳輸速率確定；之后，數(shù)字圖像處理器將處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，并在轉(zhuǎn)換為與主機(jī)端支持的圖像尺寸匹配的圖像格式后傳送給主機(jī)端。因此，本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)方案的運(yùn)算量比在主機(jī)端進(jìn)行JPEG解壓對(duì)CPU資源占用量要小，使得本發(fā)明可以有效降低芯片的面積，減少芯片的實(shí)現(xiàn)成本。
文檔編號(hào)G06F3/14GK101192136SQ20061014426
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者明 江, 袁紅星, 青 貢 申請(qǐng)人:北京思比科微電子技術(shù)有限公司