[發明專利]一種接口共享的全景數字圖像傳感器及構建方法

在審

• 申請號: 201410195524.0
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103974040A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 付夢婷;付永慶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱水星電子科技有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N5/374
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及的是一種接口共享的全景數字圖像傳感器及構建方法，特別是涉及一種通過M個CMOS傳感器接口共享連接獲取360°場景線性實時圖像的全景數字圖像傳感器及構建方法。

背景技術：

為獲取全景的實時圖像，人們已經做了很多研究，目前主要方式有特殊鏡頭式全景成像(如使用魚眼鏡頭的超半球凝視成像、專利[1]中所示的非半球反射面前置全景成像、專利[2]中所示的圓柱平面投影帶狀成像)與通用鏡頭式全景成像(如專利[3]中所示的多鏡頭陣列全景成像、單鏡頭掃描式全景成像)兩大類。其中特殊鏡頭式全景成像裝置需要特殊的光學裝置，這種裝置相對普通鏡頭所需成本較高，且成像結果多為非線性圖像，因此需要較復雜的運算處理才能獲得接近線性的圖像，對實時性和圖像畫質(幾何失真)有一定影響，獲得高分辨率圖像也很困難；單鏡頭掃描式全景成像所需成本最低，但其所需的機械結構降低了鏡頭的隱蔽性，且掃描周期較長使跟蹤快速目標困難；多鏡頭陣列全景成像可獲得線性圖像且成本主要在傳感器芯片上，相對較低，但是由于所用傳感器較多，多個傳感器與控制芯片互連就成了一個需要解決的關鍵技術問題。而且該問題在專利[1][2][3][4]中均未給出解決方案。

當傳感器增多時傳感器與控制芯片(如ARM，FPGA，DSP)之間的引腳需求就會增高，鑒于專利[4]中使用USB作為互連協議，需要USB通信芯片、集線器等設備，其成本相對較高?？紤]到當各圖像傳感器信號同步時，多個圖像傳感器的同步信號(像素時鐘信號，行使能信號，幀同步信號)完全可以用來自其中一個傳感器的信號代替；多個圖像傳感器的數據也可用CPLD控制以時分復用高速傳輸的方式把8位并行數據用非標準化信號形式傳給后繼的圖像處理芯片。故通過共享使用接口信號可構建出一種具有非標準圖像接口的全景數字圖像傳感器。本專利技術可以用于簡化全景成像系統設計并達到降低造價的目的，進而推動全景成像系統技術進步。

參考文獻

[1]朱齊丹、馬鐵剛、沈建永、王會勇、張智、韓瑞、蔡成濤、王立輝、栗蓬、馬宏業.防爆型高分辨率全景視覺監控系統，發明專利號ZL200710072677，2008年07月16(授權日)。

[2]周向東、黃治、白劍.一種全景成像裝置及方法，發明專利號ZL201310257672，2013年 10月16(授權日)。

[3]莊越挺、姚琤、吳飛.分體式實時全景無縫無失真視頻攝像機，發明專利號ZL200720112359，2008年9月10日(授權日)。

[4]徐濤、楊泱、陳立、金偉偉、岑兆豐、李曉彤.一種多鏡頭實時全景成像系統，發明專利號ZL201010164788，2010年9月8日(授權日)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種接口共享的全景數字圖像傳感器。本發明的目的還在于提供一種接口共享的全景數字圖像傳感器的構建方法。

本發明的目的是這樣實現的：

1.根據圖像傳感器的成像角FOV，按公式(1)選取M個相同型號的CMOS傳感器，使之能覆蓋360°全景成像場景。

式中，η取0.95，表示扣除相鄰圖像重疊部分后圖像傳感器成像角的有效系數；符號表示向上取整運算。

2.把選擇的M個CMOS傳感器按正M邊形放置構成拾取全景圖像信息的鏡頭，并使其鏡頭成像角(FOV)中分線(光軸連線)相交于正M邊形的中心。作為參考(不失一般性，僅為便于說明傳感器的放置方法)，給出M＝8時CMOS傳感器的安裝位置俯視圖如圖1所示。

3.把M個CMOS傳感器按接口共享方式與一片CPLD/FPGA連接，組成覆蓋360°成像場景的全景數字圖像傳感器電路。CMOS傳感器與CPLD/FPGA間的接口共享連接關系示于圖2，具體可描述如下：

(1)將M個CMOS傳感器的系統時鐘線(VXCLK)、SCCB配置控制線(SIO_C、SIO_D)、休眠線(PWDN)各自連接在一起，再分別與CPLD/FPGA的I/O引腳線相連，驅動信號由CPLD/FPGA提供；

(2)在M個CMOS傳感器中任取一個CMOS傳感器，把它的幀同步信號線(VSYNC)、行使能信號線(HREF)、像素時鐘信號線(PCLK)分別連接到CPLD/FPGA的I/O引腳線上，取代另外M-1個CMOS傳感器上的同名信號；