一种基于双目摄像头的影像预处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于双目摄像头的影像预处理装置，其装置本体包括视频图像预处理器、影像缓存存储器、视频输入端子和视频输出端子，视频图像预处理器与影像缓存存储器连接，视频图像预处理器信号输入端与视频输入端子连接，视频图像预处理器信号输出端与视频输出端子连接；外部双目摄像头通过通讯线缆连接至所述装置的视频输入端子，用于立体场景深度图生成的外部计算设备通过通讯线缆连接至所述装置的视频输出端子。通过本实用新型，为基于双目摄像头的立体场景探测产品增加了影像预处理装置，将场景探测中立体匹配算法的部分处理预先由影像预处理装置进行运算，节约大量的运算开销，提升立体场景探测产品的工作效率。
【专利说明】—种基于双目摄像头的影像预处理装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及图像通信领域，尤其涉及一种基于双目摄像头的影像预处理装置。
【背景技术】
[0002]双目摄像头通过以不同角度安装的两个摄像元件同时对一个场景进行拍摄来获取两路影像，由于可以通过立体匹配算法从影像中获取立体深度信息，成本低，双目摄像头在立体场景探测技术中受到重视。
[0003]双目摄像头所用的立体匹配算法，需要摄像头的两路影像达到一定程度的匹配才能实现，但受镜头、环境洁净度、传输损耗、模数转换精度等诸多不可控因素的影响，双目摄像头的两路影像在图像噪声、色彩空间、图形畸变等方面通常有一定差别，且差别值难以预测；由于此问题的存在，双目摄像头用于立体场景探测时，通常用后端计算机对两路图像进行预处理，使之能符合立体匹配算法的需要，但这种方式占用了后端计算资源，当计算能力不足时，立体场景探测的实时性将受到很大影响。
【发明内容】
[0004]为提升双目摄像头的立体场景探测能力，本实用新型提出一种可以初步处理双目摄像头采集图像的影像预处理装置。
[0005]本实用新型采用以下方案:一种基于双目摄像头的影像预处理装置，其特征在于:其包括视频图像预处理器、影像缓存存储器、视频输入端子和视频输出端子，视频图像预处理器与影像缓存存储器连接，视频图像预处理器信号输入端与视频输入端子连接，视频图像预处理器信号输出端与视频输出端子连接；外部双目摄像头通过通讯线缆连接至所述装置的视频输入端子，用于立体场景深度图生成的外部计算设备通过通讯线缆连接至所述装置的视频输出端子。
[0006]所述视频图像预处理器，设有影像采集电路。
[0007]所述视频图像预处理器，设有影像同步电路。
[0008]所述视频图像预处理器，设有影像校正电路。
[0009]所述视频图像预处理器，设有影像缩放电路。
[0010]所述视频图像预处理器，设有影像增强电路。
[0011]所述视频图像预处理器，设有色彩转换电路。
[0012]所述视频图像预处理器，设有控制器，控制视频图像预处理器与影像缓存存储器之间的通讯连接。
[0013]所述视频输入端子数为一个或两个，接收外部双目摄像头的影像，视频输出端子数为I。
[0014]本实用新型主要用于立体场景探测，利用视频图像预处理硬件对场景探测双目摄像头的采集图像进行校正、滤波、同步、缩放、影像增强和色彩转换等方面的预处理，具有以下优点:
[0015]1、以专用的影像预处理装置对摄像头影像进行预处理，减轻了外部计算设备运行立体匹配算法的计算压力。
[0016]2、通过结合影像预处理装置与用于立体场景深度图生成的外部计算设备，提高了立体匹配算法的实时运行能力，可得到高质量的场景立体信息。
[0017]3、影像预处理装置使用IC器件的硬件逻辑对两路影像并行处理，处理速度快且稳定。
[0018]4、通过影像预处理装置的预处理，还可以对双目摄像头的视频数据进行压缩，降低网络占用，提高外部计算设备与双目摄像头之间的数据传输能力。
[0019]5、影像预处理装置为硬件设备，其工作方式较为固定，而外部计算设备一般为SoC或CPU运算设备，以软件方式运行立体匹配算法的一部分，其工作方式和性能较为灵活，因此通过合理安排影像预处理装置和后端计算平台的具体分工，可以适应不同的立体匹配算法需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本实用新型进一步详细的说明:
[0021]图1为本实用新型所述的一种基于双目摄像头的影像预处理装置的系统架构示意图；
[0022]图2为本实用新型所述的视频图像预处理器内部电路模块框图。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，本实用新型包括视频图像预处理器4、影像缓存存储器5、视频输入端子6和8、视频输出端子7，视频图像预处理器4与影像缓存存储器5相连，视频图像预处理器4信号输入端与视频输入端子6和8连接，视频图像预处理器4信号输出端与视频输出端子7连接，外部双目摄像头I通过通讯线缆连接至所述装置的视频输入端子6、8，用于立体场景深度图生成的外部计算设备3通过通讯线缆连接至所述装置的视频输出端子7。
[0024]如图2所示，所述视频图像预处理器4，设有影像采集电路21。
[0025]如图2所示，所述视频图像预处理器4，设有影像同步电路22。
[0026]如图2所示，所述视频图像预处理器4，设有影像校正电路23。
[0027]如图2所示，所述视频图像预处理器4，设有影像缩放电路24。
[0028]如图2所示，所述视频图像预处理器4，设有影像增强电路25。
[0029]如图2所示，所述视频图像预处理器4，设有色彩转换电路26。
[0030]如图2所示，所述视频图像预处理器4，设有控制器27，控制视频图像预处理器4与影像缓存存储器5之间的通讯连接。
[0031]如图1所示，所述影像预处理装置视频输入端子数为两个，接收外部双目摄像头I的影像，视频输出端子数为1，图示视频输入端子为端子6、端子8，视频输出端子为端子7。
[0032]如图1所示，双目摄像头I的两个摄像元件分别采集不同视角的影像R、影像L，采集到的影像经视频输入端子6、8送入影像预处理装置，影像预处理装置内置影像缓存存储器5对影像数据进行缓存，影像预处理装置内置视频图像预处理器4对影像数据进行预处理，经预处理修正后的L/R影像信息经视频输出端子7传输给外部计算设备3进行立体场景探测的相关计算。
[0033]在本实施例中，视频输入端子6、8输入摄像头的两路视频数据，视频输出端子7向用于立体场景深度图生成的外部计算设备3输出预处理过的影像数据。
[0034]如图2所示，在视频图像预处理器4内，影像采集电路21、影像同步电路22、影像校正电路23、影像缩放电路24、影像增强电路25、色彩转换电路26通过控制器27与所述影像缓存存储器5相连接。
[0035]如图2所示，在本实施例中，影像L、R输入的视频信号到达视频图像预处理器4后，先送至影像采集电路21，影像采集电路向控制器27发出信号，表明视频图像预处理器4开始视频预处理过程，通过控制器27，把视频数据存入影像缓存存储器5，同时向影像同步电路22发出视频预处理信号。
[0036]影像同步电路22收到视频预处理信号后，通过控制器27，从影像缓存存储器5中获取影像采集电路21存入的视频数据，按预设参数，通过对视频帧的校验和修正，使两部分数字视频的视频帧传输能实现同步，并在结束处理后，通过控制器27，把视频数据存入影像缓存存储器5，同时向影像校正电路23发出视频预处理信号。
[0037]影像校正电路23收到视频预处理信号后，通过控制器27，从影像缓存存储器5中获取影像同步电路22存入的视频数据，按预设参数，对视频影像进行几何校正，并在结束处理后，通过控制器27，把视频数据存入影像缓存存储器5，同时向影像缩放电路24发出视频预处理信号。
[0038]影像缩放电路24收到视频预处理信号后，通过控制器27，从影像缓存存储器5中获取影像校正电路23存入的视频数据，按预设参数，对视频影像做缩放处理，并在结束处理后，通过控制器27，把视频数据存入影像缓存存储器5，同时向影像增强电路25发出视频预处理信号。
[0039]影像增强电路25收到视频预处理信号后，通过控制器27，从影像缓存存储器5中获取影像缩放电路24存入的视频数据，按预设参数，对视频影像进行影像特征强化处理，如滤波、对比度增强、锐化、降噪等，并在结束处理后，通过控制器27，把视频数据存入影像缓存存储器5，同时向色彩转换电路26发出视频预处理信号。
[0040]色彩转换电路26收到视频预处理信号后，通过控制器27，从影像缓存存储器5中获取影像增强电路25存入的视频数据，按预设参数，对视频影像进行色彩空间的转换，如将RGB色彩转换为YUV，或将彩色影像转换为灰度影像等，在结束处理后，向控制器27发出指令，表明此次视频图像预处理器4的视频预处理过程已结束，并把处理后的视频数据送出视频图像预处理器4。
[0041 ] 本实施例中，视频图像预处理器4是类似FPGA可编程逻辑器件或具备相应功能的IC器件，采用器件的硬件逻辑来实现对影像的处理，以提高运行速度，达到实时运算的目标。
[0042]本实施例中，影像预处理装置的输出是满足特定立体匹配算法要求的、色彩及尺寸等经过优化处理后的影像数据，通过视频输出端子7传送给外部计算设备3的CPU/S0C进行立体匹配的其余运算。由于影像预处理装置已经为立体匹配运算做了大量的预处理，因此，外部计算设备3的CPU/S0C可节约大量的运算开销。外部计算设备3的CPU/S0C可以集中资源进行立体匹配算法的其余运算，提升了立体场景探测的效率。
[0043]本实用新型的技术特点是为基于双目摄像头的立体场景探测产品增加了影像预处理装置，将场景探测中立体匹配算法的部分处理预先由影像预处理装置进行运算。应该指出的是，根据所选用立体匹配算法的要求，本实用新型所述影像预处理装置所进行的运算、结构、构架，以及所包含的运算模块可以是不同的。本实用新型中的附图只是作为示例，凡是采用类似系统架构用于立体场景探测的产品，皆为本实用新型的权利要求所在。
【权利要求】
1.一种基于双目摄像头的影像预处理装置，其特征在于:其包括视频图像预处理器、影像缓存存储器、视频输入端子和视频输出端子，视频图像预处理器与影像缓存存储器连接，视频图像预处理器信号输入端与视频输入端子连接，视频图像预处理器信号输出端与视频输出端子连接；外部双目摄像头通过通讯线缆连接至所述装置的视频输入端子，用于立体场景深度图生成的外部计算设备通过通讯线缆连接至所述装置的视频输出端子。
2.根据权利要求1所述的一种基于双目摄像头的影像预处理装置，其特征在于:所述视频图像预处理器，设有影像采集电路。
3.根据权利要求1所述的一种基于双目摄像头的影像预处理装置，其特征在于:所述视频图像预处理器，设有影像同步电路。
4.根据权利要求1所述的一种基于双目摄像头的影像预处理装置，其特征在于:所述视频图像预处理器，设有影像校正电路。
5.根据权利要求1所述的一种基于双目摄像头的影像预处理装置，其特征在于:所述视频图像预处理器，设有影像缩放电路。
6.根据权利要求1所述的一种基于双目摄像头的影像预处理装置，其特征在于:所述视频图像预处理器，设有影像增强电路。
7.根据权利要求1所述的一种基于双目摄像头的影像预处理装置，其特征在于:所述视频图像预处理器，设有色彩转换电路。
8.根据权利要求1所述的一种基于双目摄像头的影像预处理装置，其特征在于:所述视频图像预处理器设有控制器，控制视频图像预处理器与影像缓存存储器之间的通讯连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于双目摄像头的影像预处理装置，其特征在于:所述视频输入端子数为一个或两个，接收外部双目摄像头的影像，视频输出端子数为I。
【文档编号】H04N5/232GK204206364SQ201420708906
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】洪鸿榕, 曹国忠, 程文帆 申请人:冠捷显示科技（厦门）有限公司