图像处理系统的制作方法

本实用新型涉及图像处理领域，尤其涉及图像处理系统。

背景技术：

随着数字图像技术的发展，摄像头已经越来越成为各种数码产品必备的设备，例如：手机、平板电脑等，均设置摄像头。为了提高摄像头的采集图像的效果更好，现有技术中一般会在设备的芯片中设置有图像处理单元，简称ISP(Image Signal Processing)，以供对摄像头采集的图像进行优化处理，但是，由于增加了ISP单元对图像进行处理，因此会增加设备系统的功耗，同时也会造成图像处理效率慢的问题。

因此，现有技术中的缺陷是，基于设备中的图像处理单元对图像进行处理，图像处理的效率慢，用户体验度低。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提供一种图像处理系统，将第一图像处理模块设置在图像处理装置本体中，第二图像处理模块设置爱用户终端中，这样的设置方式，可以有效地提高了图像数据的质量，同时也能有效地降低了用户终端的功耗，提高了图像数据的处理效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：

本实用新型提供一种图像处理装置，包括：图像处理装置本体，所述图像处理装置本体设置在用户终端上或与所述用户终端连接，所述用户终端包括第一图像处理模块、处理器和摄像头传感器；

所述图像处理装置本体内包括第二图像处理模块、用于传输图像数据的第一MIPI数据线和第二MIPI数据线，用于传输控制指令的第一IIC数据线和第二IIC数据线，以及分别与所述处理器和所述第一IIC数据线相连接的第二IIC接口；

其中，所述第一图像处理模块包括与所述第一MIPI数据线连接的第二MIPI接口，以及与所述第二MIPI接口连接的第一图像处理单元和第二图像处理单元；

所述第二图像处理模块包括：分别与所述第一IIC数据线和所述第二IIC数据线相连接的第一IIC接口、分别与所述第一MIPI数据线和所述第二MIPI数据线相连接的第一MIPI接口、以及从所述第一MIPI接口获取的所述图像数据进行处理的处理单元；

所述第一图像处理模块通过所述第一MIPI数据线与所述第二图像处理模块相连接；所述第二图像处理模块分别通过所述第二MIPI数据线和所述第二IIC数据线与所述摄像头传感器相连接；所述第二图像处理模块还通过所述第一IIC数据线与所述处理器相连接。

本实用新型的图像处理系统，其技术方案为：包括图像处理装置本体，所述图像处理装置本体设置在用户终端上或与所述用户终端连接，所述用户终端包括第一图像处理模块、处理器和摄像头传感器；

所述图像处理装置本体内包括第二图像处理模块、用于传输图像数据的第一MIPI数据线和第二MIPI数据线，用于传输控制指令的第一IIC数据线和第二IIC数据线，以及分别与所述处理器和所述第一IIC数据线相连接的第二IIC接口；

其中，所述第一图像处理模块包括与所述第一MIPI数据线连接的第二MIPI接口，以及与所述第二MIPI接口连接的第一图像处理单元和第二图像处理单元；所述第二图像处理模块包括：分别与所述第一IIC数据线和所述第二IIC数据线相连接的第一IIC接口、分别与所述第一MIPI数据线和所述第二MIPI数据线相连接的第一MIPI接口、以及从所述第一MIPI接口获取的所述图像数据进行处理的处理单元；

所述第一图像处理模块通过所述第一MIPI数据线与所述第二图像处理模块相连接；所述第二图像处理模块分别通过所述第二MIPI数据线和所述第二IIC数据线与所述摄像头传感器相连接；所述第二图像处理模块还通过所述第一IIC数据线与所述处理器相连接。

本实用新型提供的图像处理系统，由于摄像头传感器获取的图像数据需要经过第二图像处理模块进行处理后再传输至用户终端中，以供用户终端中的第一图像处理模块再进行图像处理，因此，有效地提高了图像数据的质量，同时也能有效地降低了用户终端的功耗，提高了图像数据的处理效率。

进一步地，所述处理单元包括如下一种或者几种的组合：

自动对焦处理子单元、自动曝光处理子单元、自动白平衡处理子单元、坏点修补处理子单元、伽马校正处理子单元、锐利度调整子单元、零延迟拍照处理子单元、高清视频录制处理子单元和高清视频回放处理子单元。

在第二图像处理模块中，通过处理单元进行图像处理，以提高图像的质量，因此处理单元中包括上述子单元中的一种或几种，可进行自动对焦、自动曝光、自动白平衡、零延时拍照，连续拍照，慢动作录像及回放等处理，即实现预览及拍照的效果等。

进一步地，所述图像处理装置本体包括前面板、屏幕显示区、喇叭、视频端子和电源开关；

所述屏幕显示区设置在所述前面板上，所述喇叭设置在所述屏幕显示区的两侧，所述视频端子和电源开关设置在所述前面板上其中一侧的喇叭的下方外侧，且所述电源开关设置于所述视频端子的外侧；

所述图像处理装置本体内部还包括第三图像处理模块，所述第三图像处理模块中包括FPGA处理器、DSP处理器及视频处理电路；

所述FPGA处理器连接DSP处理器，所述DSP处理器连接所述视频处理电路；

所述FPGA处理器内设置有图像增强电路、第一耦合电路及图像消噪电路，所述图像增强电路连接所述第一耦合电路，所述第一耦合电路连接所述图像消噪电路，所述图像消噪电路连接所述DSP处理器。

利用集成化的图像处理装置本体将第三图像处理模块进行封装，第三图像处理模块利用FPGA技术进行特性的增强及消噪处理，并结合DSP技术将经过增强和消噪处理后的图像深度处理(编码、解码、压缩等)，而后通过视频处理电路进行解码、还原等处理，从而呈现出最真实的图像画面，并且将屏幕显示区、声源、图像引入端、及电源开关皆设置在前面板处，使得使用者能够更加方便的进行图像信号引入，以及声音、图像的聆听和观察，整个机构具有简约大方、操作方便等特性。通过上述图像处理装置本体及第三图像处理模块的设置，进一步提高了图像处理系统中图像处理的质量。

进一步地，所述视频端子在所述前面板上呈纵向排列设置。

采用上述设置方式，使得视频端子和电源开关的布局显得美观大方，亦方便使用者进行视频线的插拔。

进一步地，所述视频端子和电源开关设置在所述前面板的右侧。

采用上述设置方式，能够合理、科学实用的将视频端子和电源开关设置在前面板上，并且符合使用者的使用习惯，特别采用下述设置结构。其中。所述电源开关可采用按钮开关。

进一步地，在所述图像增强电路上连接有视频接口板，所述视频端子与所述视频接口板相连接。

通过视频接口板连接视频端子，能够利用视频线将视频信号引入，以便进行增强、消噪等一系列后续处理。

进一步地，在所述DSP处理器与所述图像消噪电路之间设置有第二耦合电路。

避免消噪电路和DSP处理器存在前后干扰，影响视频图像质量，设置了第二耦合电路去除干扰。

进一步地，所述第二耦合电路采用光电耦合器。

采用光电耦合器，利用光电耦合技术进行图像消噪电路与DSP处理器之间的信号传输，效果更好。

进一步地，所述视频处理电路内设置有依次连接的耦合器、视频解码电路及液晶屏，所述DSP处理器连接所述耦合器，所述液晶屏设置在所述屏幕显示区上。

利用隔离耦合进行将经过DSP处理器处理后的视频信号传输到视频解码电路内进行视频解码，最后在液晶屏上进行图像的真实还原，通过上述设置使图像还原质量更高。

进一步地，所述图像处理装置本体内还包括图像处理缓存模块，所述图像处理缓存模块包括读取控制单元、输出缓存单元和屏幕驱动单元；

所述读取控制单元分别与所述第一图像处理模块、第二图像处理模块和第三图像处理模块连接，所述输出缓存单元分别与所述第一图像处理模块、第二图像处理模块和第三图像处理模块连接，所述输出缓存单元与所述屏幕驱动单元连接；

所述读取控制单元判断所述屏幕显示区的输出端是否有图像数据处理命令，如果有，则根据所述图像数据处理命令，通过所述第一图像处理模块、第二图像处理模块和第三图像处理模块中的至少一个对图像数据进行处理后写入所述输出缓存单元，所述输出缓存单元根据所述图像数据处理命令将处理后的图像数据输出至所述屏幕驱动单元。

通过图像处理缓存模块的设置，使得图像处理系统中所需要的缓存存储单元减少，且能减少取数据时的时序不稳定状况，在没有增大所需数据带宽的情况下，增强了缓存能力，进一步提高了图像处理系统中图像数据的处理速度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种图像处理系统的示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种图像处理系统中图像处理设备本体结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的一种图像处理系统中第三图像处理模块的原理框图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的一种图像处理系统中图像处理缓存系统的系统架构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例一

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种图像处理系统的示意图；如图1所示，实施例一提供了一种图像处理装置，包括：图像处理装置本体2，图像处理装置本体2设置在用户终端1上或与用户终端1连接，用户终端1包括第一图像处理模块11、处理器12和摄像头传感器13；

图像处理装置本体2内包括第二图像处理模块21、用于传输图像数据的第一MIPI数据线22(Mobile Industry Processor Interface，第一移动产业处理器接口，简称：MIPI)和第二MIPI数据线23，用于传输控制指令的第一IIC数据线24(Inter Integrated Circuit，第一集成电路总线，简称：IIC)和第二IIC数据线25，以及分别与处理器12和第一IIC数据线24相连接的第二IIC接口26；

其中，第一图像处理模块11包括与第一MIPI数据线22连接的第二MIPI接口111，以及与第二MIPI接口111连接的第一图像处理单元112和第二图像处理单元113；

第二图像处理模块21包括：分别与第一IIC数据线24和第二IIC数据线25相连接的第一IIC接口211、分别与第一MIPI数据线22和第二MIPI数据线23相连接的第一MIPI接口212、以及从第一MIPI接口212获取的图像数据进行处理的处理单元213；

第一图像处理模块11通过第一MIPI数据线22与第二图像处理模块21相连接；第二图像处理模块21分别通过第二MIPI数据线23和第二IIC数据线25与摄像头传感器13相连接；第二图像处理模块21还通过第一IIC数据线24与处理器12相连接。

本实用新型的图像处理系统，其技术方案为：包括图像处理装置本体2，图像处理装置本体2设置在用户终端1上或与用户终端1连接，用户终端1包括第一图像处理模块11、处理器12和摄像头传感器13；

图像处理装置本体2内包括第二图像处理模块21、用于传输图像数据的第一MIPI数据线22和第二MIPI数据线23，用于传输控制指令的第一IIC数据线24和第二IIC数据线25，以及分别与处理器12和第一IIC数据线24相连接的第二IIC接口26；

其中，第一图像处理模块11包括与第一MIPI数据线22连接的第二MIPI接口111，以及与第二MIPI接口111连接的第一图像处理单元112和第二图像处理单元113；第二图像处理模块21包括：分别与第一IIC数据线24和第二IIC数据线25相连接的第一IIC接口211、分别与第一MIPI数据线22和第二MIPI数据线23相连接的第一MIPI接口212、以及从第一MIPI接口212获取的图像数据进行处理的处理单元213；

第一图像处理模块11通过第一MIPI数据线22与第二图像处理模块21相连接；第二图像处理模块21分别通过第二MIPI数据线23和第二IIC数据线25与摄像头传感器13相连接；第二图像处理模块21还通过第一IIC数据线24与处理器12相连接。

本实用新型提供的图像处理系统，由于摄像头传感器13获取的图像数据需要经过第二图像处理模块21进行处理后再传输至用户终端1中，以供用户终端1中的第一图像处理模块11再进行图像处理，因此，有效地提高了图像数据的质量，同时也能有效地降低了用户终端1的功耗，提高了图像数据的处理效率。

优选地，第一图像处理模块11可以集成在用户终端1的处理器12的芯片中或者与处理器12直接连接并置于该用户终端1的的硬件主板上。第二图像处理模块21可以设置在用户终端1的硬件主板上或者设置在用户终端1的外表面上，例如：可以通过焊接方式进行固定。其中，第一图像处理模块11可以根据需要对图像数据不进行处理或者某方面的重新处理，如画面效果渲染处理或者画面大小的重新设置处理等。另外，摄像头传感器13可以具体为图像传感器，用于采集图像，其可以设置在用户终端1的硬件主板上或者根据需要设置在主板外的固定处。

具体地，处理单元213包括如下一种或者几种的组合：

自动对焦处理子单元、自动曝光处理子单元、自动白平衡处理子单元、坏点修补处理子单元、伽马校正处理子单元、锐利度调整子单元、零延迟拍照处理子单元、高清视频录制处理子单元和高清视频回放处理子单元。

在第二图像处理模块21中，通过处理单元213进行图像处理，以提高图像的质量，因此处理单元213中包括上述子单元中的一种或几种，可进行自动对焦、自动曝光、自动白平衡、零延时拍照，连续拍照，慢动作录像及回放等处理，即实现预览及拍照的效果等。

举例来说，第二图像处理模块21可以通过第二IIC数据线25发送控制指令给摄像头传感器13，以控制该摄像头传感器13采集图像数据并通过第二MIPI数据线23发送给第二图像处理模块21；第二图像处理模块21可以对图像数据进行处理，例如：零延迟拍照处理，高清视频拍摄处理和/或定制化设计等单反数码相机的处理功能的处理等。然后将处理后的图像数据通过第一MIPI数据线22发送给第一图像处理模块11，以供第一图像处理模块11可以根据需要对处理后的图像数据不进行处理或者某方面的重新处理。

具体为：第一图像处理模块11中的第一图像处理单元112和/或第二图像处理单元113可以根据控制指令，对第二图像处理模块21处理后的图像数据进行再次处理，举例来说，第一图像处理单元112可以对处理后的图像数据进行如滤镜渲染(黑白，背景虚化，镜面，马赛克等效果)处理，照片大小的重新设置处理等等。第二图像处理单元113可以对第二图像处理模块21未处理而直接转发过来的图像数据或者处理的图像数据进行自动对焦、自动曝光、自动白平衡、零延时拍照，连续拍照，慢动作录像及回放等处理，即实现预览及拍照的效果等。

另外，处理器12将生成的控制指令通过该第一IIC数据线24发送给第二图像处理模块21，第二图像处理模块21可以根据该控制指令，对其获取的图像数据进行相应的处理。其中，该控制指令为用于预览，拍照，连拍，录像，对焦，白平衡调节，曝光值设置等指令。处理单元213还可以通过第二IIC接口26接收用户终端1的处理器12发送的控制指令，并可以根据该控制指令对图像数据进行相应的处理，例如：对图像数据进行自动对焦处理、自动曝光处理和/或自动白平衡处理等。

实施例二

作为本实用新型的优选实施例，基于实施例一中的图像处理系统，进一步提升图像在图像处理系统中的图像质量，作了如下改进：

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种图像处理系统中图像处理设备本体结构示意图；如图2所示，实施例二提供了一种具有去噪增强功能的图像处理设备，图像处理装置本体2包括前面板201、屏幕显示区202、喇叭203、视频端子204和电源开关205；

屏幕显示区202设置在前面板201上，喇叭203设置在屏幕显示区202的两侧，视频端子204和电源开关205设置在前面板201上其中一侧的喇叭203的下方外侧，且电源开关205设置于视频端子204的外侧；

图像处理装置本体2内部还包括第三图像处理模块，第三图像处理模块中包括FPGA处理器、DSP处理器及视频处理电路；

FPGA处理器连接DSP处理器，DSP处理器连接视频处理电路；

FPGA处理器内设置有图像增强电路、第一耦合电路及图像消噪电路，图像增强电路连接第一耦合电路，第一耦合电路连接图像消噪电路，图像消噪电路连接DSP处理器。

利用集成化的图像处理装置本体2将第三图像处理模块进行封装，第三图像处理模块利用FPGA技术进行特性的增强及消噪处理，并结合DSP技术将经过增强和消噪处理后的图像深度处理(编码、解码、压缩等)，而后通过视频处理电路进行解码、还原等处理，从而呈现出最真实的图像画面，并且将屏幕显示区202、声源、图像引入端、及电源开关205皆设置在前面板201处，使得使用者能够更加方便的进行图像信号引入，以及声音、图像的聆听和观察，整个机构具有简约大方、操作方便等特性。通过上述图像处理装置本体2及第三图像处理模块的设置，进一步提高了图像处理系统中图像处理的质量。

其中，图像增强电路，用于进行视频图像信号的边缘增强等处理；图像消噪电路，用于进行黑白噪声点消除等处理；视频处理电路，将机构DSP处理器处理后的视频信号进行还原，得到真实的图像画面。

利用FPGA在硬件并行结构和流水线结构的特点可在图像增强、噪声消除等操作时，提升处理性能及效率。采用成熟的图像增强技术和图像消噪技术，能够有效保障还原后的图像保持最真实的质，并利用FPGA搭建图像增强和图像消噪的硬件架构，在提高图像处理性能的同时，减小的电路的空间占用率。

优选地，视频端子204在前面板201上呈纵向排列设置。

采用上述设置方式，使得视频端子204和电源开关205的布局显得美观大方，亦方便使用者进行视频线的插拔。

优选地，视频端子204和电源开关205设置在前面板201的右侧。

采用上述设置方式，能够合理、科学实用的将视频端子204和电源开关205设置在前面板201上，并且符合使用者的使用习惯，特别采用下述设置结构。其中。电源开关205可采用按钮开关。

优选地，在图像增强电路上连接有视频接口板，视频端子204与视频接口板相连接。

通过视频接口板连接视频端子204，能够利用视频线将视频信号引入，以便进行增强、消噪等一系列后续处理。

优选地，在图像处理装置本体2的左右侧面板上设置有散热孔207，且散热孔207为长条孔，散热孔207近前面板201设置；前面板201的外轮廓大于左/右侧面板208和上/下侧面板209所围成的框体；图像处理装置本体2的相邻两侧面板采用平头沉孔螺钉206固定。

在设计使用时，将图像处理装置本体2分为前面板201、后面板、左/右面板和上/下面板，各相邻面板之间采用平头沉孔螺钉206固定或内部焊接或倒模一体成型，在前面板201上设置有安装喇叭203的喇叭203位，安装屏幕的屏幕显示区202，且喇叭203对称的设置在屏幕显示区202两侧，在前面板201位于屏幕显示区202，其中一侧上还设置有视频端子204和电源开关205，视频端子204和电源开关205皆与图像处理系统相连接；第三图像处理模块对从视频端子204接入的视频信号进行增强、消噪处理后还原出原图像，以备使用者观察。

参见图3，优选地，在DSP处理器与图像消噪电路之间设置有第二耦合电路。

避免消噪电路和DSP处理器存在前后干扰，影响视频图像质量，设置了第二耦合电路去除干扰。

更优选地，第二耦合电路采用光电耦合器。

采用光电耦合器，利用光电耦合技术进行图像消噪电路与DSP处理器之间的信号传输，能够有效的避免级与级之间的信号干扰，从而使得还原的图像更具真实性。

优选地，视频处理电路内设置有依次连接的耦合器、视频解码电路及液晶屏，DSP处理器连接耦合器，液晶屏设置在屏幕显示区202上。

利用隔离耦合进行将经过DSP处理器处理后的视频信号传输到视频解码电路内进行视频解码，最后在液晶屏上进行图像的真实还原，通过上述设置使图像还原质量更高。

优选地，第三图像处理模块内还设置有时钟电路，时钟电路分别与图像增强电路、图像消噪电路、DSP处理器及视频解码电路相连接。能够为图像增强电路、图像消噪电路、DSP处理器及视频解码电路提供所需的时钟信号。

优选地，在FPGA处理器上还连接有电源和存储器，电源与电源开关205相连接，存储器包括随机存储器和flash存储器。采用上述设置能够提升FPGA处理器的数据处理性能。

flash存储器采用SPR4096A，主要用来存储系统需要的数据信息。SPR4096AFJash具有如下特征：512K×8位的存储空间；内嵌4K×8位的SRAM；外部CPU可以通过串行接口或8位并行接口来访问Flash/SRAM；I/O接口的电压范围为2.25～3.6V，并支持standby的省电模式。可以大大降低整个系统的成本。

更优选地，随机存储器采用静态随机存储器或/和动态随机存储器。

静态存储器(SRAM)的特点是工作速度快，只要电源不撤除，写入SRAM的信息就不会消失，不需要刷新电路，同时在读出时不破坏原来存放的信息，一经写入可多次读出，但集成度较低，功耗较大，在本实用新型中作高速缓冲存储器(Cache)使用。DRAM是动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory)，它是利用场效应管的栅极对其衬底间的分布电容来保存信息，以存储电荷的多少，即电容端电压的高低来表示“1”和“0”，在本实用新型中作为主存储器使用。

通过本实施例的设置，可对图像进行去噪增强处理，使图像处理的质量更高。

实施例三

参见图4，作为本实用新型的优选实施例，基于实施例一和实施例二中的图像处理系统，为了在提高图像处理质量的前提下，进一步提高图像处理系统的处理速度，提高了图像数据的处理效率，对图像的缓存作了如下改进：

图像处理装置本体2内还包括图像处理缓存模块，图像处理缓存模块包括读取控制单元、输出缓存单元和屏幕驱动单元；

读取控制单元分别与第一图像处理模块11、第二图像处理模块21和第三图像处理模块连接，输出缓存单元分别与第一图像处理模块11、第二图像处理模块21和第三图像处理模块连接，输出缓存单元与屏幕驱动单元连接；

读取控制单元判断屏幕显示区202的输出端是否有图像数据处理命令，如果有，则根据图像数据处理命令，通过第一图像处理模块11、第二图像处理模块21和第三图像处理模块中的至少一个对图像数据进行处理后写入输出缓存单元，输出缓存单元根据图像数据处理命令将处理后的图像数据输出至屏幕驱动单元。

通过图像处理缓存模块的设置，使得图像处理系统中所需要的缓存存储单元减少，且能减少取数据时的时序不稳定状况，在没有增大所需数据带宽的情况下，增强了缓存能力，进一步提高了图像处理系统中图像数据的处理速度。

其中，读取控制单元包括存取子单元，用于判断是否有图像数据处理指令并根据图像数据处理指令读取行数据，图像处理模块(第一、第二及第三图像处理模块)包括参数设置单元、判断单元及操作控制单元，参数设置单元用于设置图层参数，包括图像数据最大叠加层数、图像数据地址及图像处理方式(包括叠加操作、缩放操作、亮度调节操作等)，判断单元用于判断图像数据处理指令中是否有叠加操作以及读取的行数据是否为最后一行，操作控制单元用于根据图像数据处理指令进行图像叠加、图像缩放等操作。

采用上述图像处理缓存模块，有以下优点：

1、不再需要每一层都缓存完整的一行，使得所需要的缓存存储单元减少到接近1/n(n为最大叠加层数)；

2、预先缓存的数据是固定长度(1行或者2行)，避免了现有技术中可能由于缩放操作而导致的实际输出缓存数据减少的情况，能减少取数据时的时序不稳定状况；

3、在没有增大所需数据带宽的情况下，增强了缓存能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。