专利名称：Cdd/cmos传感器检测用的图像处理方法和系统的制作方法
CDD/CMOS传感器检测用的图像处理方法和系统本发明涉及数字图像处理领域，在处理过程中，对图像的每个像素都进行 了同样的处理。更具体地讲，本发明涉及采集有图像的CDD或CMOS传感器检测用的数 字图像处理，并且提供了一种加速处理的方法或系统，因而加快了对图像传感 器的检测速度。单色图像由一些像素组成，每个像素都带有亮度信息。彩色图像是通过 滤光镜使像素对基本色敏感而获取的。例如，使用Bayer滤光镜交替提供绿、 红、绿、蓝、绿、红、绿、蓝等像素。图像传感器是一种将光强度和色彩限定的图像转换成一个个像素和电信 号的装置，典型地用于图像处理、传输、存档、或在不同的显示载体上显示图 像。光敏器件，通常指光二极管或光MOS，用于将像素水平接收到的光子流 转换成电子流。曝光期间，这种电子流在连接于像素的聚光镜中累加。曝光结束后，聚光镜接线柱的电压、电荷直接以电压的形式传输到传感 器的外部(用电子耦合器件CCD传感器时，根据anglosaxon《Charge Coupled Device》的首字母缩写)，或用数/模转换器转换成二进制编码(用CMOS传感 器时)，然后以数字信号的方式传输。通过电子采集卡作为待检测的CMOS或CCD传感器与图像存储器之间的 接口，时序地采集素像构成图像。每个传感器的检测指一个像素接一个像素地分析传感器提供的图像。分析 的目的在于发现坏块，并进行必要的调节(校正、校准等)。可以根据不同的记录格式，用编码数字大小，无符号整数、有符号整数或 有符号浮点表示每个像素的亮度。用数值表示每一个像素，用数值表表示一幅 图像。图像分析在于对数值表进行运算处理(即典型的基本运算组合)，其结果用于评价传感器的良好运行状态。快速傅里叶变换除外，图像处理在于对每个像素进行基本运算的组合。图l中，数字图像处理系统IO用于检测图像采集用的传感器1。系统IO 包括处理器3、存储器4和位于处理器3和存储器4之间的存储器访问控制器如上所述，检测在于对传感器1采集的一幅图像的每个组成像素都进行同 种运算。典型地采用电子采集卡2连接传感器1和系统10。卡2通过系统总线6 精确地与系统10相连。通过总线6，卡2以数值表形式向系统10的存储器4传输一幅或多幅图像。然后，系统10的处理器3处理图像。然而，这种处理相对时间较长；处 理速度取决于处理器3的运算单元和UAL逻辑单元以及存储器4和处理器3 之间的总线的传输速率。CMOS/CDD图像传感器的检测需要较长时间的运算，其结果是这种耗时 导致传感器生产成本增加，甚至可以达到传感器总生产成本的30%。因此，需要一种技术来缩短传感器的检测时间，以降低CMOS或CCD图 像传感器的生产成本。曾经建议使用多处理器系统，不同的处理器并行运算，以加速信息处理。 但这种单电子卡的不同处理器系统共用一个存储器。这时，这些处理器为访问 各自储存的数据而相互竟争，这时，存储器的访问传输带形成瓶颈，这种系统 限制了处理速度。显然，这样的系统不能完全满足需要。本发明的目的在于满足上述快速检测CMOS/CDD图像传感器的需求。因 此， 一方面，本发明涉及图像传感器(1)的检测系统，用来检测传感器提供 的图像，在处理过程中，对图像的每个像素都进行相同的处理，其特征在于该 传感器包括多个处理模块，每个模块包括带有图像区的存储器，用于存储传感器提供的待处理图像；与存储器相连的处理器，用于处理图像区存储的图像的像素组。本系统的其他非限定的优选方面如下每个处理模块的存储器还设有控制区，用于给处理模块的处理器指定待处理的像素组；处理器都单独接受指令处理该图像的不同像素组；每个处理模块的存储器还设有程序区，用于以所述模块(MTrMT4)的处 理器(PrP4)能执行的指令格式存储运算；每个处理模块的存储器还设有状态区，用于存储所述模块处理器完成运算 的状态；系统还包括通过图像总线与每个处理模块的图像区相连的电子采集卡，以 保证每个处理模块的图像区同时存储图像；系统还包4舌通过系统总线与电子采集卡相连的中心单元，电子釆集卡通过 局域总线与每个模块相连，通过系统总线和每个局域总线，中心单元能控制每 个处理模块的处理器进行上述运算和整理每个处理模块的处理器的处理结果；系统用的传感器是CDD或CMOS传感器。根据本发明的第二方面，本发明提供了一种图像传感器的检测方法，用来 检测传感器提供的图像，在处理过程中，对图像的每个像素进行相同的处理， 其特征在于该检测方法包括如下步骤在多个处理模块中存储上述图像；在每个处理模块中处理上述图像的每个像素组。本方法的另些非局限性的优选方面如下每个处理模块存储阶段都是同时完成的；每个模块中的运运算阶段都是同时完成的；本方法包括(参数)传输阶段，给每个处理模块传输待处理像素组的参数； 本方法包括(状态)传输阶段，在该阶段中，每个处理模块都向中心单元传输运算阶段的完成状态；然后，每个处理模块都向中心单元传输运算阶段的结果。 通过阅读下述详细说明(最佳实施方式，仅作为非限定性示例)、参考以下附图(图l除外)就可以更清楚本发明的其他方面、目的和优点 图2是本发明第一方面的实施方式所实现的系统的示意图； 图3表示给处理模块的每个存储器装载待处理图像的示意图；图4表示不同处理模块处理一幅图像的示意图。总的来讲，本发明建议增加使用处理器的数量和加大图像存储器和处理器之间的数据流量比例，来提高处理来自CMOS或CCD传感器的图像的速度。如前所述，这种用于检测CDD或CMOS传感器的处理在于对传感器获取 的一幅图像的每个像素都进行相同的运算(即基本运算的组合)。为加快运算速度，本发明建议每个处理器只对图^f象的 一部分进行这种基本 运算组合。这时，处理速度与处理器的使用数量成正比。另外，为了不受存储器访问传输带的限制,本发明还为每个处理器都配备 了单独的存储器。图2表示本发明第一个方面能实施的一种数字图像的处理系统。如
图1所示的现有技术的处理系统，本发明处理系统与采集卡2相连，采 集卡采集来自待检测的传感器1 ( CDD或CMOS传感器)的图像。本系统包括中心单元20和多个处理模块MTrMT4。中心单元20的结构与图1中的系统10的中心单元类似。单元20包括处 理器23，存储器24和存储器访问控制器25，存储器访问控制器用于处理器 23和存储器24之间的数据交换。单元20通过总线系统26与电子采集卡2相 连。然而，与图l表示的现有技术中的系统10的区别在于本发明处理器23 没有装载待处理的图像，而存储器24也不用于存储待处理的图像。所有处理模块都具有相同的结构，为了清晰明了，图2只表示了模块MT, 的组成部件。每个模块MT,-MT4都包括-处理器P广P4; 通过存储器访问控制器CAM连接在处理器上的存储器，包括 图像区I,用于存储一幅待检测的图像；程序区P，用于以处理器能执行的指令格式存储检测运算(基本运算组 合)；指令区C,用于在中心单元20和处理器PrP4之间传输指令； 状态区E，用于处理器P!-P4和中心单元20之间传输处理状态。 这里需要指出的是基本运算可以在程序区P中以程序库的形式集中。每个处理模块的运算都是相同的，每个处理器都执行相同的处理。最好，每个处理模块MTVMT4的图像区I通过图像总线直接与采集卡 2相连。可以通过每个图像总线BIrBI4，同时给处理^i块MTVM丁4的每个图像区 I装载一幅或多幅待处理的图像(待处理图像像素的数值表形式)。每个处理模 块所存储的一幅或多幅图像都相同。另外， 一条局域总线BL,-BL4可以将每个处理模块MT!-MT4存储器的指 令区C和状态区E与采集卡2相连，再通过系统总线26与中心单元20相连。控制每个处理器对图像的像素组，即图像的一部分都进行同样的图像处理 (运算处理，即基本运算组合)。为此，每个处理器都完成了各自存储器的程序区P所装载的运算(能处理 的格式)。对一幅图^^的不同部分进行相同的处理，中心单元20的处理器23需要传 输参数，尤其是用于访问图像处理区的参数。在参数传输阶段，通过局域总线BLrBL4将这些参数传送给每个处理模块 MT广MT4，将其存储在每个处理模块的处理器PrP4的控制区C。这些参数主要用于指导处理器该处理哪个图像区。当处理器完成指定的图像区的运算后，处理工序结束，处理器给中心处理 单元20发信号，传输状态。状态被处理器记录在存储器的状态区E，然后通 过局域总线传输给采集卡2,采集卡2再通过系统总线26将该状态传送给中 心单元20。然后，通过系统总线将处理的图像或处理结果传送给中心单元的处理器。 图3简要说明了通过图像总线BI!-Bl4，从采集卡2向不同的处理模块MTrMT4装载图像Irl3，实现对传感器1的检测。图像IrI3同时存储在每个处理模块MT>MT4的图像区I中。换句话说，同时给每个处理模块传输相同的图像数据，这样需要处理的时间相对地缩短。尤其是，这样的运行方式不需要对来自传感器1的待检测图像流进行选择。每个处理模块MTrMT4的处理器PrP4同时进行运算(每个处理模块的程序区P装载)处理一幅或多幅处理模块的每个图像区I存储的图像I,-l3。每个处理器由中心单元20控制，存储器的控制区C通过局域总线传送指令。尤其是，控制区c给处理器传送该处理的图像像素组的参数。另夕卜，通过给每个处理器配备各自的存储器，可以最大限度地加快一幅或 多幅图像的处理速度。图4示意地地表示了不同处理模块MTrMT4处理的一幅图像I。分别控制处理器P,-P4,对图像I,的不同像素组，即图像的不同部分进行 运算(每个处理模块的程序区P装载)。如图4所示，处理器？1运算处理图像1,的a部分(像素组)，处理器P2 运算处理图像I,的b部分，处理器P3运算处理图像I,的c部分，处理器P4运 算处理图像I,的d部分。显然，以优选的方式，将a、 b、 c、 d部分组合在一起就构成了完整的图 像L，通过不同的处理模块同时对图像h的a、 b、 c、 d部分进行处理就完整 地处理了这幅图像。只要处理器P,-P4完成图i"象的部分处理，它就通过局域总线BLrBL4将完 成状态传送给采集卡2，采集卡2再通过系统总线26将该状态传输给中心单 元20。然后，再通过系统总线26将处理的图像或处理结果转送给中心单元20 的处理器23。
权利要求
1.一种图像传感器(1)的检测系统，用来检测传感器(1)提供的图像(I1-I3)，在处理过程中，对图像的每个像素都进行相同的运算处理，其特征在于，该传感器包括多个处理模块(MT1-MT4)，每个模块包括带有图像区(I)的图像存储器；与存储器相连的处理器(P1-P4)，用于处理图像区(I)中存储图像的像素组。
2. 根据前述权利要求所述的系统，其特征在于每个处理模块(MTVMT4) 的存储器还设有控制区(C),用于给处理模块(MTrMT4)的处理器(PrP4) 指定待处理的像素组(a、 b、 c、 d)。
3. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其特征在于所述的每 个处理器(PrP4)都单独接受指令处理该图像的不同像素组(a、 b、 c、 d)。
4. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其特征在于每个处理 模块(MT>MT4)的存储器还设有程序区(P),用于以所述模块(MTrMT4) 的处理器(PrP4)能执行的指令格式存储运算。
5. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其特征在于每个处理 模块(MTrMT4)的存储器还设有状态区(E)，用于存储所述模块的处理器执 行运算的状态。
6. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其特征在于还包括电 子采集卡(2)，通过图像总线(BI广BLt)与每个处理模块(MTVMT4)的图像 区(I)相连，以保证图像在每个处理模块(MTVMT4)的图像区(I)中同时 存储。
7. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其特征在于还包括中 心单元(20),通过系统总线(26)与电子采集卡(2)相连，电子釆集卡(2) 通过局域总线(BLrBL4)与每个模块相连，通过系统总线(26)和每个局域 总线(BLrBL4 ),中心单元能控制每个处理模块的处理器进行上述运算和整理 每个处理模块的处理器的处理结果。
8. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其特征在于传感器是CDD或CMOS传感器。
9. 一种图像传感器(1 )的检测方法，用来检测传感器(1 )提供的图像 (Ii-l3),在处理过程中，对图像的每个像素都进行相同的处理，其特征在于该检测方法包括如下步骤在多处理模块(MTrMT3 )中存所述储传感器(1 )提供的待处理图像(1广13); 在每个处理模块中处理上述图像(IrI3)的每个像素组(a、 b、 c、 d)。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于在每个处理模块中存储阶段 都是同时进行的。
11. 根据权利要求9或IO所述的方法，其特征在于在每个处理模块中运 算阶段都是同时进行的。
12. 根据权利要求9到11中任一权利要求所述的方法，其特征在于还包 括参数传输阶段，用于给每个处理模块传输待处理像素组的参数。
13. 根据权利要求9到12中任一权利要求所述的方法，其特征在于包括 状态传输阶段，在该阶段中，每个处理模块都向中心单元传输运算阶段的完成 状态。
14. 根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于每个处理 模块都向中心单元传输运算阶段的结果。
全文摘要
本发明的第一方面涉及图像传感器(1)的检测系统，用来检测传感器(1)提供的图像(I<sub>1</sub>-I<sub>3</sub>)，在处理过程中，对图像的每个像素都进行同样的处理，其特征在于该传感器包括多个处理模块(MT<sub>1</sub>-MT<sub>3</sub>)，每个模块都包括带有图像区(I)的图像存储器；与存储器相连的处理器(P1-P4)，用于处理图像区(I)中存储图像的像素组。本发明还涉及图像传感器(1)的检测方法，用来检测传感器(1)提供的图像(I<sub>1</sub>-I<sub>3</sub>)，在处理过程中，对图像的每个像素都进行相同的处理，其特征在于该检测方法包括以下步骤在多个处理模块(MT<sub>1</sub>-MT<sub>3</sub>)中存储上述图像(I<sub>1</sub>-I<sub>3</sub>)；在每个处理模块中对图像的像素组(a、b、c、d)进行运算处理。
文档编号G01R31/26GK101268702SQ200680034798
公开日2008年9月17日 申请日期2006年9月21日 优先权日2005年9月23日
发明者洛朗·迪弗雷舒, 让-克洛德·勒克莱尔, 雅克·亨尼斯 申请人:信息与电子工作室