專利名稱：多抽頭ccd輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像數(shù)據(jù)合成的方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種多抽頭CCD 輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成的方法及系統(tǒng)。
技術(shù)背景對于高速幀轉(zhuǎn)移CCD傳感器，由于曝光周期很短，要在很短的時間內(nèi) 輸出圖像信號，就要提高幀轉(zhuǎn)移速率和像素時鐘，這就給芯片制造工藝和外 圍驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)帶來很大困難，而且信噪比也會惡化。為緩解這一情況， 芯片制造廠家采用了多頭輸出的設(shè)計(jì)，就是將CCD的感光區(qū)和存儲區(qū)分為 多塊，每塊有各自的輸出端口，多端口并行輸出。這樣以來，就大大降低了 幀轉(zhuǎn)移速率和輸出像素時鐘。但是，仍然要將多路信號實(shí)時地合成為一幅完傳統(tǒng)的合成方法是將CCD各路輸出的圖像數(shù)據(jù)，按輸出順序存入各 自的存儲器中，常用的存儲器為先進(jìn)先出存儲器(FIFO)，然后由計(jì)算機(jī)中 央處理器(CPU)或信號處理器(DSP)將視頻信號從各個FIFO讀出，經(jīng) 整理存入一個完整的視頻存儲器中，F(xiàn)IFO有一個輸入數(shù)據(jù)端口和一個輸出 數(shù)據(jù)端口。 FIFO由于數(shù)據(jù)輸出的順序和數(shù)據(jù)輸入的順序一致，因此只能按 順序?qū)懭牒妥x出數(shù)據(jù)。重新合成圖像時，必須有外部設(shè)備參與處理，例如 CPU，因此這種合成方法有以下缺點(diǎn)數(shù)據(jù)必須先進(jìn)先出，不能隨機(jī)訪問， 也不能打亂和調(diào)整，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜并且成本高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為解決背景技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，而提供一種成本低、實(shí)現(xiàn) 過程簡單的多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明為一種多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成方法，其特殊之處在于該方法包括以下步驟1)采集CCD抽頭輸出的像元數(shù)據(jù)，并將像元數(shù)據(jù)由對應(yīng)的雙口RAM 寫入端按按CCD抽頭輸出順序?qū)懭腚p口 RAM;2) 建立一個寫入地址發(fā)生器，將雙口 RAM的像元數(shù)據(jù)寫入寫入地址發(fā) 生器中的對應(yīng)的寫入地址；^3) 建立 個讀出地址發(fā)生器，按照要求的圖像數(shù)據(jù)輸出順序，讀出地 址發(fā)生器對所有雙口 RAM的寫入地址及片選信號進(jìn)行統(tǒng)一編址；4) 將編址后的雙口 RAM的地址及片選信號作為雙口 RAM的讀出地址5) 將所有雙口 RAM的對應(yīng)的讀出數(shù)據(jù)線連在一起，按編址順序依序從 讀出地址讀出像元數(shù)據(jù)，合成要求的圖像數(shù)據(jù)。上述多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成方法的系統(tǒng)的特征在于該系 統(tǒng)包括若干個雙口RAM，寫入地址發(fā)生器和讀出地址發(fā)生器；寫入地址發(fā) 生器與雙口 RAM的寫入端連接，讀出地址發(fā)生器與雙口 RAM的讀出端連 接。上述寫入地址發(fā)生器由計(jì)數(shù)器組成， 上述讀出地址發(fā)生器由計(jì)數(shù)器和譯碼器組成， 上述雙口 RAM的個數(shù)與CCD抽頭數(shù)對應(yīng)， 上述所有雙口 RAM的讀出數(shù)據(jù)線均連在一起，由于本發(fā)明采用的雙口 RAM有兩個端口，每個端口有獨(dú)立的數(shù)據(jù)線和 地址線，可通過任一組數(shù)據(jù)線和地址線對每個存儲單元進(jìn)行讀寫，通過建立 寫入與讀出地址發(fā)生器，可以將寫入的數(shù)據(jù)隨意整理并整合讀出，因此，本 發(fā)明不是用CPU或DSP來整理圖像數(shù)據(jù)，而是靠編排雙口 RAM的地址來 整理圖像數(shù)據(jù)，整個合成過程不需要借助其它外部設(shè)備，所以本發(fā)明具有系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)和處理方法簡單，成本低的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例中的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的方法具體步驟如下1) 采集CCD抽頭輸出的像元數(shù)據(jù)，并將像元數(shù)據(jù)由對應(yīng)的雙口RAM 寫入端按按CCD抽頭輸出順序?qū)懭腚p口 RAM;2) 建立一個寫入地址發(fā)生器，將雙口 RAM的像元數(shù)據(jù)寫入寫入地址發(fā)生器中的對應(yīng)的寫入地址；3) 建立一個讀出地址發(fā)生器，按照要求的圖像數(shù)據(jù)輸出順序，讀出地 址發(fā)生器對所有雙口 RAM的寫入地址及片選信號進(jìn)行統(tǒng)一編址；4) 將編址后的雙口 RAM的地址及片選信號作為雙口 RAM的讀出地址5) 將所有雙口 RAM的對應(yīng)的讀出數(shù)據(jù)線連在一起，按編址順序依序從 讀出地址讀出像元數(shù)據(jù)，合成要求的圖像數(shù)據(jù)。其中CCD抽頭為兩個或多個，所述雙口 RAM的個數(shù)與CCD抽頭對應(yīng) 為兩個或多個。參見圖1，該系統(tǒng)包括雙口 RAM 2，寫入地址發(fā)生器1和讀出地址發(fā)生 器3;使用兩個或多個雙口 RAM2，雙口 RAM2的個數(shù)和CCD輸出頭數(shù)相 同；每個雙口 RAM 2的容量至少應(yīng)為每個CCD輸出抽頭所含像元數(shù)的兩 倍；每個雙口RAM2的一端作為寫入端，4為寫入數(shù)據(jù)線，另一端作為讀出 端，5為讀出數(shù)據(jù)線。將每個CCD抽頭分別與每個雙口 RAM的寫入端連接， 使得CCD輸出數(shù)據(jù)經(jīng)由對應(yīng)的雙口 RAM寫入端按CCD抽頭輸出順序?qū)懭?雙口RAM2。寫入地址發(fā)生器1與雙口RAM2的寫入端連接，提供CCD抽 頭輸出的有效數(shù)據(jù)的寫入地址。讀出地址發(fā)生器3與每個雙口 RAM 2的讀 出端連接，同時將所有雙口RAM對應(yīng)的讀出數(shù)據(jù)線5連接在一起。這樣就 可以按照我們要求的數(shù)據(jù)輸出順序?qū)λ须p口 RAM的讀出地址及片選信號 統(tǒng)一編址并提供讀出地址。其中寫入地址發(fā)生器由計(jì)數(shù)器組成，讀出地址發(fā) 生器由計(jì)數(shù)器和譯碼器組成，雙口 RAM 2是一種半導(dǎo)體數(shù)據(jù)存儲器，有兩組數(shù)據(jù)線和地址線，可通 過任一組數(shù)據(jù)線和地址線對每個存儲單元進(jìn)行讀寫。以雙口 RAM 2為 IDT7026為例，它含有16K存儲單元，CE為片選信號，A0-A13為地址， R/W為寫控制信號，1/00-15為數(shù)據(jù)線。其中雙口RAM可采用專用的IC芯 片，如上述的IDT7026;也可以用通用的現(xiàn)場可編程器件(FPGA)內(nèi)部嵌 入的存儲單元經(jīng)由編程實(shí)現(xiàn)。下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述參見圖2，以多抽頭CCD為"VCCD512H"芯片為例，該芯片具有16 個感光區(qū)，與之對應(yīng)有16個圖像緩存區(qū)和16個輸出端，每一個輸出端均對應(yīng)接有一個雙口 RAM。該圖中，16個矩形框表示16個圖像緩存區(qū)和對應(yīng)的 16個雙口 RAM。
0..8191表示像元在圖像緩沖器的位置及其讀出順序，也 表示在每個雙口 RAM中寫入地址。CE0..CE15為每個雙口RAM的讀出片 選信號，0..131071表示讀出順序。下面分析雙口 RAM的讀出片選信號及讀出地址如何編排才能按上述讀 出順序輸出圖像。用一個18位計(jì)數(shù)器C
表示連續(xù)兩幀圖像的輸出順序。雙口RAM 的片選信號用CER[O.. 3]表示，每個雙口 RAM讀出地址用AR[O.. 13]表示。 由圖不難看出其對應(yīng)的譯碼關(guān)系為 如果C[16]K)(上半?yún)^(qū))；AR[12"5]=C[15..8];AR[4..0]=C[4,.0];CER[3]=0;CER[2..0]=C[7..5]; 如果C[16]=l (下半?yún)^(qū))；AR[12..5]=/C[15..8〗； AR[4..0]=C[4..0]; CER[3]=1; CER[2..0]= C[7..5];將雙口RAM分為上下兩半?yún)^(qū)，上半?yún)^(qū)寫入時下半?yún)^(qū)讀出，逐幀輪換。 上下半?yún)^(qū)用A13界定 A[13]=C[17]同理，如果要求改變圖像的輸出順序，例如，水平鏡像、90度旋轉(zhuǎn)等， 只要對上述譯碼梢作改變即可。在本例中，上述邏輯運(yùn)算用Actel公司的可編程器件A1020B實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、一種多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成方法，其特征在于該方法包括以下步驟1)采集CCD抽頭輸出的像元數(shù)據(jù)，并將像元數(shù)據(jù)由對應(yīng)的雙口RAM寫入端按CCD抽頭輸出順序?qū)懭腚p口RAM；2)建立一個寫入地址發(fā)生器，將雙口RAM的像元數(shù)據(jù)寫入寫入地址發(fā)生器中的對應(yīng)的寫入地址；3)建立一個讀出地址發(fā)生器，按照要求的圖像數(shù)據(jù)輸出順序，讀出地址發(fā)生器對所有雙口RAM的寫入地址及片選信號進(jìn)行統(tǒng)一編址；4)將編址后的雙口RAM的地址及片選信號作為雙口RAM的讀出地址5)將所有雙口RAM的對應(yīng)的讀出數(shù)據(jù)線連在一起，按編址順序依序從讀出地址讀出像元數(shù)據(jù)，合成要求的圖像數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成方法，其 特征在于所述CCD抽頭為兩個或多個，所述雙口RAM的個數(shù)與CCD抽 頭對應(yīng)為兩個或多個。
3、 一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成方法 的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括雙口RAM，寫入地址發(fā)生器和讀出地址 發(fā)生器；所述寫入地址發(fā)生器與雙口RAM的寫入端連接，所述讀出地址發(fā) 生器與雙口 RAM的讀出端連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成系統(tǒng)，其特征在于所述寫入地址發(fā)生器由計(jì)數(shù)器組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成系統(tǒng)，其特征在于所述讀出地址發(fā)生器由計(jì)數(shù)器和譯碼器組成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成系統(tǒng)， 其特征在于所述雙口 RAM的個數(shù)與CCD抽頭對應(yīng)為兩個或多個。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成系統(tǒng)， 其特征在于所有雙口RAM的讀出數(shù)據(jù)線均連在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成的方法及系統(tǒng)。該方法包括以下步驟1)采集CCD抽頭輸出的像元數(shù)據(jù)，寫入雙口RAM；2)建立一個寫入地址發(fā)生器，將雙口RAM的像元數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)的地址；3)建立一個讀出地址發(fā)生器，讀出地址發(fā)生器對所有雙口RAM的寫入地址及片選信號進(jìn)行統(tǒng)一編址；4)將編址后的雙口RAM的地址及片選信號作為雙口RAM的讀出地址；5)將所有雙口RAM的對應(yīng)的讀出數(shù)據(jù)線連在一起，按編址順序依序從讀出地址讀出像元數(shù)據(jù)，合成要求的圖像數(shù)據(jù)。本發(fā)明為解決背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，而提供一種成本低、實(shí)現(xiàn)過程簡單的多抽頭CCD輸出圖像數(shù)據(jù)實(shí)時合成的方法及系統(tǒng)。
文檔編號H04N3/15GK101330565SQ20071001811
公開日2008年12月24日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者劉學(xué)斌, 李自田, 李長樂, 王忠厚, 皮海峰 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所