多图像传感器协同工作方法及系统与流程

1.本发明涉及图像传感器技术领域，尤其涉及一种多图像传感器协同工作方法及多图像传感器协同工作系统。


背景技术：

2.固态图像成像装置，诸如在摄像机或数字照相机使用的电荷耦合器件图像传感器(charge coupled device，ccd)或cmos图像传感器(cmos image sensor)，通过积累与入射光照量一致的电荷并输出与积累的电荷相应的电信号来进行光电转换。
3.在传统设计中，当需要多个图像进行拼接时，为了使多个图像传感器能够在相同的时间内完成一次图像输出，如图1所示。图1中包括三个图像传感器、上位机和图像合成芯片，由上位机根据帧率发送触发信号，触发信号传输给三个图像传感器，三个图像传感器接收到触发信号后进行各自的曝光，并在等待一个固定时间ts后，一起读出图像数据，如图2所示。图2中，f表示触发信号，exp表示曝光，rd_data表示读出图像数据，blank表示空闲，read表示读出图像数据阶段，n表示第n阶段、n-1表示第n-1阶段，n+1表示第n+1阶段，n+2表示第n+2阶段。该传统设计中，需要上位机每间隔固定的时间ts发出一次触发信号，例如30fps的图像帧率需要每秒输出30次触发信号，40fps的图像帧率需要每秒输出40次触发信号，由此会增加上位机的复杂度，并且因上位机晶振工作时钟一般与各图像传感器的晶振工作时钟不一致，导致各图像传感器输出图像帧率若有差异，影响图像的合成。
4.因此，有必要提供一种新型的多图像传感器协同工作方法及多图像传感器协同工作系统以解决现有技术中存在的上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种多图像传感器协同工作方法及多图像传感器协同工作系统，提高各图像传感器输出图像数据帧率的一致性。
6.为实现上述目的，本发明的所述多图像传感器协同工作方法，包括：
7.提供至少两个图像传感器；
8.配置任意一个所述图像传感器为主动工作模式，配置剩余所述图像传感器为跟随工作模式；
9.主动工作模式的图像传感器向跟随工作模式的图像传感器发送帧同步信号，以使跟随工作模式的图像传感器跟随主动工作模式的图像传感器实现帧同步。
10.所述多图像传感器协同工作方法的有益效果在于：配置任意一个所述图像传感器为主动工作模式，配置剩余所述图像传感器为跟随工作模式，主动工作模式的图像传感器向跟随工作模式的图像传感器发送帧同步信号，以使跟随工作模式的图像传感器跟随主动工作模式的图像传感器实现帧同步，由主动工作模式的图像传感器产生帧同步信号，并控制跟随工作模式的图像传感器的帧开始，无需上位机对所有所述图像传感器进行控制，提高了各图像传感器输出图像数据帧率的一致性，且降低了上位机的控制难度。
11.可选地，所述图像传感器包括工作模式寄存器，所述配置任意一个所述图像传感器为主动工作模式，包括：
12.配置任意一个所述图像传感器的工作模式寄存器，以将所述图像传感器配置为主动工作模式。
13.可选地，所述配置剩余所述图像传感器为跟随工作模式，包括：
14.配置剩余所述图像传感器的工作模式寄存器，以将剩余所述图像传感器配置为跟随工作模式。
15.可选地，所述图像传感器包括帧同步信号端口，所述帧同步信号端口为双向端口，配置主动工作模式的图像传感器的帧同步信号端口为输出端口，配置跟随工作模式的图像传感器的帧同步信号端口为输入端口，主动工作模式的图像传感器通过帧同步信号端口向跟随工作模式的图像传感器的帧同步信号端口发送帧同步信号。
16.可选地，所述多图像传感器协同工作方法还包括芯片帧率配置步骤，所述图像传感器包括帧率控制寄存器、时钟控制寄存器和晶振，所有所述图像传感器的晶振均相同，所述芯片帧率配置步骤包括：
17.配置所有所述图像传感器的帧率控制寄存器和时钟控制寄存器，以配置所述图像传感器的帧率。
18.可选地，所述配置所有所述图像传感器的帧率控制寄存器和时钟控制寄存器，以配置所述图像传感器的帧率，包括：
19.配置所有所述图像传感器的帧率控制寄存器的参数相同，配置所有所述图像传感器的时钟控制寄存器的参数相同，以配置所有所述图像传感器的帧率均相同。
20.可选地，所述多图像传感器协同工作方法还包括休眠状态配置步骤，所述休眠状态配置步骤包括：
21.配置所述图像传感器是否进入休眠模式。
22.本发明还提供了一种多图像传感器协同工作系统，包括配置单元和至少两个图像传感器，所述配置单元用于配置任意一个所述图像传感器为主动工作模式，配置剩余所述图像传感器为跟随工作模式；主动工作模式的图像传感器向跟随工作模式的图像传感器发送帧同步信号，以使跟随工作模式的图像传感器跟随主动工作模式的图像传感器实现帧同步。
23.所述多图像传感器协同工作系统的有益效果在于：所述配置单元用于配置任意一个所述图像传感器为主动工作模式，配置剩余所述图像传感器为跟随工作模式；主动工作模式的图像传感器向跟随工作模式的图像传感器发送帧同步信号，以使跟随工作模式的图像传感器跟随主动工作模式的图像传感器实现帧同步，由主动工作模式的图像传感器控制跟随工作模式的图像传感器的帧开始，无需上位机对所有所述图像传感器进行控制，提高了各图像传感器输出图像数据帧率的一致性，且降低了上位机的控制难度。
24.可选地，所述图像传感器包括工作模式寄存器，所述配置单元包括工作模式配置子单元，所述工作模式配置子单元用于配置所述工作模式寄存器，以将所述图像传感器配置为主动工作模式或跟随工作模式。
25.可选地，所述图像传感器包括帧同步信号端口，所述帧同步信号端口为双向端口，所述配置单元包括端口配置子单元，所述端口配置子单元用于配置所述帧同步信号端口为
输出端口或输入端口。
26.可选地，所述图像传感器包括帧率控制寄存器、时钟控制寄存器和晶振，所述配置单元包括帧率配置子单元，所述帧率配置子单元用于配置所述图像传感器的帧率控制寄存器和时钟控制寄存器，以配置所述图像传感器的帧率。
27.可选地，所述配置单元包括休眠状态配置子单元，用于配置所述图像传感器是否进入休眠模式。
附图说明
28.图1为传统图像传感器的互连示意图；
29.图2为曝光和读取时间时序图；
30.图3为本发明一些实施例中多图像传感器协同工作方法的流程图；
31.图4为本发明一些实施例中多图像传感器协同工作系统的结构框图；
32.图5为本发明一些具体实施例中多图像传感器协同工作系统的示意图；
33.图6为本发明又一些具体实施例中多图像传感器协同工作系统的示意图；
34.图7为本发明另一些具体实施例中多图像传感器协同工作系统的示意图。
具体实施方式
35.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
36.针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种多图像传感器协同工作方法。参照图3，所述多图像传感器协同工作方法包括以下步骤：
37.s0：提供至少两个图像传感器；
38.s1：配置任意一个所述图像传感器为主动工作模式，配置剩余所述图像传感器为跟随工作模式；
39.s2：主动工作模式的图像传感器向跟随工作模式的图像传感器发送帧同步信号，以使跟随工作模式的图像传感器跟随主动工作模式的图像传感器实现帧同步。
40.图4为本发明一些实施例中多图像传感器协同工作系统的结构框图。参照图4，所述多图像传感器协同工作系统100包括配置单元101和至少两个图像传感器102，所述配置单元101用于配置任意一个所述图像传感器102为主动工作模式，配置剩余所述图像传感器102为跟随工作模式；主动工作模式的图像传感器向跟随工作模式的图像传感器发送帧同步信号，以使跟随工作模式的图像传感器跟随主动工作模式的图像传感器实现帧同步。
41.一些实施例中，所述配置单元也可以配置两个甚至更多个图像传感器为主动工作模式，且每一个主动工作模式的图像传感器均对应至少一个跟随模式的图像传感器，主动工作模式的图像传感器向对应的跟随工作模式的图像传感器发送帧同步信号，以使跟随工
作模式的图像传感器跟随对应的主动工作模式的图像传感器实现帧同步。
42.一些实施例中，所述图像传感器包括工作模式寄存器、帧同步信号端口、帧率控制寄存器、时钟控制寄存器和晶振，所述帧同步信号端口为双向端口，且所有所述图像传感器的晶振均相同。
43.一些实施例中，所述配置任意一个所述图像传感器为主动工作模式，包括：配置任意一个所述图像传感器的工作模式寄存器，以将所述图像传感器配置为主动工作模式。
44.一些实施例中，所述配置剩余所述图像传感器为跟随工作模式，包括：配置剩余所述图像传感器的工作模式寄存器，以将剩余所述图像传感器配置为跟随工作模式。
45.具体地，配置所述图像传感器的工作模式寄存器的控制参数mode为0，则所述图像传感器被配置为主动工作模式，并进行主机(master)工作模式；配置所述图像传感器的工作模式寄存器的控制参数mode为1，则所述图像传感器被配置为主动工作模式，并进行从机(slave)工作模式。
46.一些实施例中，所述多图像传感器协同工作方法还包括配置主动工作模式的图像传感器的帧同步信号端口为输出端口，配置跟随工作模式的图像传感器的帧同步信号端口为输入端口，主动工作模式的图像传感器通过帧同步信号端口向跟随工作模式的图像传感器的帧同步信号端口发送帧同步信号。
47.具体地，所述帧同步信号端口为双向端口，并通过寄存器使能信号io_en进行控制，当所述寄存器使能信号io_en为0，所述帧同步信号端口被配置为输入端；当所述寄存器使能信号io_en为1，所述帧同步信号端口被配置为输出端。
48.一些实施例中，所述多图像传感器协同工作方法还包括芯片帧率配置步骤，所述芯片帧率配置步骤包括：配置所有所述图像传感器的帧率控制寄存器和时钟控制寄存器，以配置所述图像传感器的帧率。
49.一些实施例中，所述配置所有所述图像传感器的帧率控制寄存器和时钟控制寄存器，以配置所述图像传感器的帧率，包括：配置所有所述图像传感器的帧率控制寄存器的参数相同，配置所有所述图像传感器的时钟控制寄存器的参数相同，以配置所有所述图像传感器的帧率均相同。
50.一些实施例中，所述多图像传感器协同工作方法还包括休眠状态配置步骤，所述休眠状态配置步骤包括：配置所述图像传感器是否进入休眠模式。便于选取部分图像传感器工作，并将部分图像传感器休眠，以降低功耗。
51.一些实施例中，所述配置单元包括工作模式配置子单元、端口配置子单元、帧率配置子单元和休眠状态配置子单元。其中，所述工作模式配置子单元用于配置所述工作模式寄存器，以将所述图像传感器配置为主动工作模式或跟随工作模式；所述端口配置子单元用于配置所述帧同步信号端口为输出端口或输入端口；所述帧率配置子单元用于配置所述图像传感器的帧率控制寄存器和时钟控制寄存器，以配置所述图像传感器的帧率；所述休眠状态配置子单元用于配置所述图像传感器是否进入休眠模式，便于选取部分图像传感器工作，并将部分图像传感器休眠，以降低功耗。
52.一些实施例中，所述工作模式配置子单元配置所述图像传感器的工作模式寄存器的控制参数mode为0，则所述图像传感器被配置为主动工作模式，所述主动工作模式即主机(master)工作模式；所述工作模式配置子单元配置所述图像传感器的工作模式寄存器的控
制参数mode为1，则所述图像传感器被配置为跟随工作模式，所述跟随工作模式即从机(slave)工作模式。
53.一些实施例中，所述端口配置子单元向所述图像传感器的帧同步信号端口发送为0的寄存器使能信号io_en，则所述帧同步信号端口被配置为输入端；所述端口配置子单元向所述图像传感器的帧同步信号端口发送为1的寄存器使能信号io_en，则所述帧同步信号端口被配置为输出端。
54.图5为本发明一些具体实施例中多图像传感器协同工作系统的示意图。参照图5，所述多图像传感器协同工作系统100包括配置单元101和三个图像传感器，三个所述图像传感器分别为第一图像传感器1021、第二图像传感器1022和第三图像传感器1023。
55.参照图5，所述工作模式配置子单元配置所述第一图像传感器1021的工作模式寄存器的控制参数mode为0，则所述第一图像传感器1021被配置为主动工作模式；所述工作模式配置子单元配置所述第二图像传感器1022的工作模式寄存器的控制参数mode为1，则所述第二图像传感器1022被配置为跟随工作模式；所述工作模式配置子单元配置所述第三图像传感器1023的工作模式寄存器的控制参数mode为1，则所述第三图像传感器1023被配置为跟随工作模式。
56.参照图5，所述端口配置子单元向所述第一图像传感器1021的帧同步信号端口发送为1的寄存器使能信号io_en，则所述第一图像传感器1021的帧同步信号端口被配置为输出端；所述端口配置子单元向所述第二图像传感器1022的帧同步信号端口发送为0的寄存器使能信号io_en，则所述第二图像传感器1022的帧同步信号端口被配置为输入端；所述端口配置子单元向所述第三图像传感器1023的帧同步信号端口发送为0的寄存器使能信号io_en，则所述第三图像传感器1023的帧同步信号端口被配置为输入端。
57.参照图5，所述帧率配置子单元配置所述第一图像传感器1021的帧率控制寄存器的参数、所述第二图像传感器1022的帧率控制寄存器的参数和所述第三图像传感器1023的帧率控制寄存器的参数的相同；所述帧率配置子单元还配置所述第一图像传感器1021的时钟控制寄存器的参数、所述第二图像传感器1022的时钟控制寄存器的参数和所述第三图像传感器1023的时钟控制寄存器的参数相同；将所述第一图像传感器1021、所述第二图像传感器1022和第三图像传感器1023配置为相同的帧率，例如帧率为每帧时长为ts。
58.参照图5，所述休眠状态配置子单元配置所述第三图像传感器1023进入休眠模式，则所述第三图像传感器1023不接收所述第一图像传感芯片发送的帧同步信号。
59.参照图5，主动工作模式的第一图像传感器1021接收上位机的触发信号后，在第一图像传感器1021启动一帧时，所述第一图像传感器1021则会产生一个高电平的帧同步信号，并由所述第一图像传感器1021的帧同步信号端口发出，且后续每间隔一个ts，所述第一图像传感器1021都会产生一个高电平的帧同步信号，并由所述第一图像传感器1021的帧同步信号端口发出，且所述第一图像传感器1021在当前ts内完成曝光，并输出上一个ts得到的图像数据。若当前ts为所述第一图像传感器1021的第一个ts，则所述第一图像传感器1021仅完成曝光。
60.参照图5，跟随工作模式的第二图像传感器1022的帧同步信号端口接收到高电平的帧同步信号，在当前ts内完成曝光，并输出上一个ts得到的图像数据。若当前ts为所述第二图像传感器1022的第一个ts，则所述第二图像传感器1022仅完成曝光。
61.参照图5，所述多图像传感器协同工作系统100还包括图像合成芯片103，所述图像合成芯片103与所有所述图像传感器连接，以从所有所述图像传感器接收图像数据，并完成图像数据的合成。具体地，所述图像合成芯片为图像信号处理芯片(image signal processor，isp)，所述图像传感器为ccd图像传感器或cmos图像传感器。
62.一些实施例中，所述配置单元能够配置两个甚至更多个图像传感器为主动工作模式，相应地，所述多图像传感器协同工作系统包括两个甚至更多个图像合成芯片，且所述图像合成芯片用于对应的主动工作模式的图像传感器与对应的跟随工作模式的图像传感器的的图像数据的合成。
63.图6为本发明又一些具体实施例中多图像传感器协同工作系统的示意图。参照图6，所述多图像传感器协同工作系统100包括配置单元101、五个图像传感器和两个图像合成芯片，五个所述图像传感器分别为第一图像传感器1021、第二图像传感器1022、第三图像传感器1023、第四图像传感器1024和第五图像传感器1025，两个所述图像合成芯片分别为第一图像合成芯片1031和第二图像合成芯片1032。
64.参照图6，所述配置单元101配置所述第一图像传感器1021和所述第二图像传感器1022为主动工作模式，所述配置单元101配置所述第三图像传感器1023、所述第四图像传感器1024和所述第五图像传感器1025为跟随工作模式。其中，所述第三图像传感器1023和所述第四图像传感器1024跟随所述第一图像传感器1021实现帧同步，所述第五图像传感器1025跟随所述第二图像传感器1022实现帧同步。
65.参照图6，所述第一图像合成芯片1031接收所述第一图像传感器1021、所述第三图像传感器1023和所述第四图像传感器1024输出的图像数据进行合成，所述第二图像合成芯片1032接收所述第二图像传感器1022和所述第五图像传感器1025输出的图像数据进行图像合成。
66.一些实施例中，所述多图像传感器协同工作系统还包括用于对至少两个所述图像合成芯片输出图像数据进行合成的图像合成芯片。
67.图7为本发明另一些具体实施例中多图像传感器协同工作系统的示意图。图7与图6的区别在于，所述多图像传感器协同工作系统100还包括第三图像合成芯片1033，所述第三图像合成芯片1033用于对所述第一图像合成芯片1031和所述第二图像合成芯片1032输出的图像数据进行图像合成。
68.虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。