專利名稱：基于s3c6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及光電領(lǐng)域中視頻圖像的采集與處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
S3C6410是三星公司主推的一款功能強(qiáng)大、應(yīng)用十分廣泛的嵌入式處理器。其穩(wěn)定工作頻率為 667MHz，128MB DDR SDRAM, 256MB NandFLASH 和 IMBNorFLASH。S3C6410 包括很多硬件功能外設(shè)相機(jī)接口(Camera Interface簡稱CAMIF)，TFT 24bit真彩色LCD控制器，4通道的UART，32通道的DMA，4通道定時(shí)器，通用I/O 口，1 總線，USB Host，高速USB OTG, SD Host和高速M(fèi)MC卡接口以及內(nèi)部的PLL時(shí)鐘發(fā)生器等。TVP5150作為高性能視頻解碼器，支持NTSC/PAL/SECAM等格式?？梢越邮?路復(fù)合視頻信號(hào)(CVBS)或1路S-Video視頻信號(hào)，可以輸出8位4:2:2的ITU-R BT. 656以及 8 位 4:2:2 的 ITU-R BT. 601 信號(hào)。Windows CE 6. 0是微軟公司開發(fā)的一款專用于嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，其模塊化設(shè)計(jì)可以方便地根據(jù)需求定制設(shè)備而備受開發(fā)人員青睞。但是目前在Windows CE 6.0 下國內(nèi)OEM廠商對(duì)S3C6410的CAMIF提供的驅(qū)動(dòng)僅限于對(duì)幾款微型CMOS相機(jī)(如0V9650 等)的支持。當(dāng)用戶采用CCD相機(jī)作為圖像采集的前端設(shè)備時(shí)，原來的驅(qū)動(dòng)就失效了。而 CCD相機(jī)因其靈敏度高、成像質(zhì)量清晰等優(yōu)越性能，在視頻圖像采集及監(jiān)控等各個(gè)領(lǐng)域扮演著主力軍的角色。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有CXD相機(jī)作為圖像采集的前端設(shè)備時(shí)無法連接到S3C6410的 CAMIF的問題，提供一種基于S3C6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)?；赟3C6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括的雙波段的CXD相機(jī)、 S3C6410模塊和IXD顯示與觸摸屏模塊；該系統(tǒng)還包括TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊，所述雙波段CCD相機(jī)采集目標(biāo)的視頻圖像，然后輸出模擬視頻信號(hào)通過TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊進(jìn)行解碼，所述TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號(hào)傳送至 S3C6410主控模塊，所述S3C6410主控模塊通過I2C總線控制對(duì)TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊的視頻圖像的采集；S3C6410主控模塊將采集的視頻圖像傳送至IXD進(jìn)行顯示。本發(fā)明的工作原理本發(fā)明所述的一種基于S3C6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)。 系統(tǒng)利用兩路雙波段(可見光和紅外波段)的CCD相機(jī)作為視頻圖像采集的前端設(shè)備，由 TVP5150進(jìn)行視頻解碼后送入S3C6410的CAMIF，并由S3C6410通過1 總線控制對(duì)圖像進(jìn)行采集?？紤]到獨(dú)立性及便攜性的需求，系統(tǒng)具有LCD顯示及觸摸屏模塊和SD卡存儲(chǔ)模塊， 以方便視頻圖像的顯示、存儲(chǔ)及處理。本發(fā)明所述系統(tǒng)通過在Windows CE 6.0操作系統(tǒng)下增加了 TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊驅(qū)動(dòng)的支持，實(shí)現(xiàn)了 CCD相機(jī)作為視頻采集系統(tǒng)的前端。 本發(fā)明所述的系統(tǒng)界面簡單，操作方便，系統(tǒng)集成度高。適用于視頻圖像采集、監(jiān)控等各個(gè)領(lǐng)域。
本發(fā)明的有益效果一、基于S3C6410的嵌入式系統(tǒng)，支持CXD相機(jī)作為視頻圖像的采集前端。此外， 系統(tǒng)可接雙路(可見光和紅外波段)CCD相機(jī)，并可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行切換。二、基于系統(tǒng)的兼容性考慮，我們把以前的0V9650這款CMOS相機(jī)的驅(qū)動(dòng)也同樣的編譯進(jìn)內(nèi)核，這樣系統(tǒng)就能同時(shí)支持CCD和CMOS兩種相機(jī)。三、為了便于攜帶和控制，系統(tǒng)具有LCD顯示及觸摸屏模塊，可以進(jìn)行視頻圖像的現(xiàn)場(chǎng)顯示。同時(shí)系統(tǒng)具有SD卡存儲(chǔ)模塊，以方便圖像的存儲(chǔ)及處理。四、本發(fā)明所述的系統(tǒng)具有預(yù)覽、拍照和錄像等功能。在液晶顯示屏上可得到流暢清晰地視頻圖像。


圖1為本發(fā)明所述的一種基于S3C6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)的組成框圖；圖2為本發(fā)明所述的一種基于S3C6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)的在Windows CE 6. 0下單層和分層驅(qū)動(dòng)模式；圖3為本發(fā)明所述的一種基于S3C6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)中TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊的驅(qū)動(dòng)開發(fā)過程示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，基于S3C6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括雙波段的CXD相機(jī)、TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊、S3C6410主控模塊和IXD顯示及觸摸屏模塊，雙波段的CXD相機(jī)分別接在TVP5150視頻解碼模塊的AIPlA和AIPlB模擬視頻的輸入端口并對(duì)目標(biāo)進(jìn)行視頻圖像采集，雙路的CCD相機(jī)可以根據(jù)需要進(jìn)行切換。 所述雙波段的CXD相機(jī)采集目標(biāo)的視頻圖像經(jīng)AIPlA和AIPlB模擬視頻的輸入端口傳送至 TVP5150視頻解碼模塊進(jìn)行解碼，TVP5150視頻解碼模塊將采集的PAL制式信號(hào)轉(zhuǎn)成ITU-R BT. 656制式信號(hào)后送入S3C6410的CAMIF，所述S3C6410主控模塊通過1 總線控制完成對(duì) TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊的視頻圖像的采集；為了便于攜帶和控制，系統(tǒng)具有一個(gè)分辨率為320X240的IXD顯示及觸摸屏模塊，視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像格式信號(hào)進(jìn)入S3C6410 的相機(jī)模塊后，直接寫入LCD的幀緩存接口函數(shù)的虛擬空間中，通過LCD顯示及觸摸屏模塊可以流暢清晰地進(jìn)行視頻圖像的現(xiàn)場(chǎng)顯示。也可根據(jù)需要將現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像存儲(chǔ)在系統(tǒng)自帶的SD卡模塊中。本實(shí)施方式中也可以使用CMOS相機(jī)代替雙波段的CXD相機(jī)。本實(shí)施方式所述的雙波段CXD相機(jī)為可見和紅外波段的CXD相機(jī)，同時(shí)可以進(jìn)行可見和紅外波段的雙路CCD相機(jī)或CMOS相機(jī)之間的切換，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、拍照和錄像等功能。
具體實(shí)施方式
二、結(jié)合圖2至圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為具體實(shí)施方式
一中系統(tǒng)所述的TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊的驅(qū)動(dòng)方法，本方法通過在Windows CE 6. 0操作系統(tǒng)下增加了 TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊驅(qū)動(dòng)的支持，實(shí)現(xiàn)了 CCD相機(jī)作為視頻采集系統(tǒng)的前端；Windows CE 6.0操作系統(tǒng)下的相機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)是基于MDD/PDD的分層結(jié)構(gòu)，微軟提供這部分代碼只是一個(gè)相機(jī)驅(qū)動(dòng)框架，與具體的硬件無關(guān)。一般OEM廠家利用這個(gè)框架實(shí)現(xiàn)具體的相機(jī)驅(qū)動(dòng)。本系統(tǒng)就是在三星公司的board support package (簡稱BSP)的相機(jī)驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)的。TVP5150視頻信號(hào)解碼器為帶1 接口的視頻解碼器，通過調(diào)用WinCE6. 0下的1 驅(qū)動(dòng)，使TVP5150視頻解碼器作為CPU相機(jī)控制器和CXD相機(jī)的橋梁以實(shí)現(xiàn)相機(jī)功能。在 TVP5150視頻信號(hào)解碼器的驅(qū)動(dòng)開發(fā)中，主要利用寫TVP5150相關(guān)寄存器和讀TVP5150相關(guān)寄存器來完成對(duì)TVP5150寄存器的讀寫設(shè)置。TVP5150芯片采用14. 31818MHz晶振，數(shù)字和模擬輸入電壓為1. 8V，IO 口電壓為3. 3V ；PCLK/SCLK腳時(shí)鐘信號(hào)可輸出13. 5MHz和 27MHz兩種頻率；信號(hào)輸入有兩路，為了防止對(duì)輸入信號(hào)的反射，都進(jìn)行了阻抗匹配設(shè)計(jì)； YOUT
輸出8路YCbCr信號(hào)，消隱信號(hào)可選擇單獨(dú)引腳HSYNC和VSYNC輸出，或者內(nèi)嵌于這8路信號(hào)中。YOUT [7]/ItSEL是BT. 656/YUV數(shù)據(jù)的第7位，也是1 接口設(shè)備地址設(shè)置位，S3C6410和TVP5150應(yīng)答過程中，根據(jù)I2CSEL引腳的狀態(tài)與設(shè)備地址的映射關(guān)系，獲得從片TVP5150的地址。TVP5150設(shè)備地址由I2CSEL引腳所接上拉電阻或下拉電阻確定。 本發(fā)明設(shè)計(jì)中該引腳為上拉狀態(tài)。結(jié)合圖3，TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊的驅(qū)動(dòng)開發(fā)過程為首先對(duì)TVP5150芯片的配置主要是對(duì)寄存器值的設(shè)定；包括設(shè)置設(shè)備地址、設(shè)置圖像寬度和高度、設(shè)置時(shí)鐘頻率、配置數(shù)據(jù)輸出格式、配置行場(chǎng)同步信號(hào)、設(shè)置亮度、色度和對(duì)比度；其次配置S3C6410主控模塊的CAMIF相關(guān)寄存器，包括配置視頻信號(hào)寬度和高度、 配置輸入視頻信號(hào)格式、配置輸入視頻信號(hào)順序、配置P、c通道的相關(guān)參數(shù)。其中視頻信號(hào)的輸入格式配置為8位4:2:2的ITU-R BT. 656格式，視頻信號(hào)的輸入的順序?yàn)镃b、Y、Cr。將TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊的驅(qū)動(dòng)編譯到Windows CE 6.0操作系統(tǒng)內(nèi)核中。基于系統(tǒng)的兼容性考慮，把原有的0V9650這款CMOS相機(jī)驅(qū)動(dòng)保留并編譯進(jìn)內(nèi)核，這樣系統(tǒng)就能同時(shí)支持CXD和CMOS兩種相機(jī)。一、將TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊的驅(qū)動(dòng)添加到Windows CE 6.0操作系統(tǒng)內(nèi)核中，修改 BSP 的 FILES 下的 platform, bib 和 platform, reg 文件。二、將TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊的驅(qū)動(dòng)加入source文件中，指定要被編譯的選項(xiàng)，并在sources文件中進(jìn)行添加。三、指定要編譯的文件目錄，將相應(yīng)的dirs文件里加入要包含進(jìn)去的文件。在Windows CE 6. 0下重新編譯以上步驟所述的文件，便可得到支持CXD相機(jī)的 Windows CE 6. 0的鏡像文件NK. BIN,然后將獲得的鏡像文件NK. BIN燒寫到S3C6410的 NandFlash中，采用NandFlash的方式啟動(dòng)硬件。Windows CE 6. 0系統(tǒng)啟動(dòng)加載相機(jī)的驅(qū)動(dòng)完成后，運(yùn)行相機(jī)的應(yīng)用程序，通過Directalow利用一系列的API和相機(jī)進(jìn)行交互，可在液晶顯示屏上得到流暢清晰地視頻圖像，完成預(yù)覽、拍照和錄像等功能。
權(quán)利要求
1.基于S3C6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括雙波段的CXD相機(jī)、S3C6410 主控模塊和IXD顯示及觸摸屏模塊；其特征是，還包括TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊，所述雙波段CCD相機(jī)采集目標(biāo)的視頻圖像，然后輸出模擬視頻信號(hào)通過TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊進(jìn)行解碼，所述TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號(hào)傳送至 S3C6410主控模塊，所述S3C6410主控模塊通過1 總線控制對(duì)TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊的視頻圖像的采集；S3C6410主控模塊將采集的視頻圖像傳送至IXD進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于S3C6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括SD卡存儲(chǔ)模塊，所述的S3C6410主控模塊將采集的視頻或者圖像存儲(chǔ)在SD卡存儲(chǔ)模塊中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于S3C6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的雙波段的CCD相機(jī)為能夠?qū)崿F(xiàn)可見光波段和紅外波段的CCD相機(jī)，同時(shí)可兼容CMOS相機(jī)。
全文摘要
基于S3C6410嵌入式視頻圖像采集系統(tǒng)，涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，它解決現(xiàn)有CCD相機(jī)作為圖像采集的前端設(shè)備時(shí)無法連接到S3C6410的CAMIF的問題，該系統(tǒng)包括雙波段的CCD相機(jī)、TVP5150視頻解碼模塊、S3C6410模塊和LCD顯示與觸摸屏模塊；所述TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊通過視頻解碼模塊采集雙路CCD的視頻圖像，所述TVP5150視頻信號(hào)解碼模塊將采集的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號(hào)后傳送至S3C6410模塊；S3C6410模塊通過I2C總線控制圖像的采集；并將采集的圖像傳送至LCD進(jìn)行顯示。本發(fā)明系統(tǒng)支持CCD相機(jī)作為視頻圖像的采集前端。并可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行切換。
文檔編號(hào)H04N7/18GK102316309SQ20111026113
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者劉建卓, 孫強(qiáng), 曲鋒, 畢國玲, 趙建 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所