[发明专利]一种CMOS图像传感器单色数据的采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及到图像采集领域，尤其是一种CMOS图像传感器单色数据的采集方法。

背景技术

CMOS图像传感器采用感光二极管作为影像捕获的基本手段。该二极管在接受光线照射之后能够产生输出电流，而电流的强度则与光照的强度对应。CMOS图像传感器还包括放大器与模数转换电路，将感光二极管受光线照射产生的电流强度转化为数字信号输出。

CMOS图像传感器的颜色：红、绿、蓝为三原色。自然中的颜色都可以由这3种颜色混合而成。CMOS图像传感器在每个像素点前都有1个滤光器，只允许红色、绿色、或者蓝色通过，这样来保证每个像素只采集对应颜色光的强度。典型的CMOS图像传感器像素采集光颜色排列如图1所示，图中G表示绿色，R表示红色，B表示蓝色；可见：红色、蓝色像素各占总像素的1/4、绿色像素占总像素的1/2。

CMOS图像传感器输出格式：典型的CMOS图像传感器输出格式如图2所示下：帧同步信号＝0表示有图像数据输出，行同步信号＝1表示有图像数据输出，典型在像素同步信号上升沿可以采集图像数据，数据为CMOS图像传感器输出数据。

在某些应用领域，只需要采集单色图像数据。例如在指纹采集领域，只需要采集红色、或则蓝色这样的单色图像数据。目前采集CMOS图像传感器的电路中，如图3所示，帧同步信号、行同步信号、像素同步信号直接接处理器。工作流程如图4所示，处理器通过中断或者轮询，捕捉到帧同步信号，然后通过中断或者轮询，捕捉到行同步信号，然后根据像素同步信号，采集CMOS图像传感器发出的数据。最后根据CMOS图像传感器输出格式，取出其中需要的单色数据。

虽然单色图像数据只占全部数据的1/4，但是现有方法也需要采集到所有图像数据。这样就造成：1)需要的数据空间大；2)每个像素都要处理，占用处理器大量处理时间。

发明内容

本发明的目的是解决采集CMOS图像传感器中单色信息时，也必须采集整个图像，造成占用数据空间大，占用主处理器时间多的问题，而提供一种CMOS图像传感器单色数据的采集方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种CMOS图像传感器单色数据的采集方法，将CMOS图像传感器输出的行同步信号和像素同步信号通过二分频器二分频，然后再接入主处理器。

本发明有益的效果是：将CMOS图像传感器输出的行同步信号、像素同步信号二分频后再接入主处理器，采集完成后也不需要对采集到的数据再另作处理，方便单色图像据采集，并且主处理器需要处理的数据只有全部数据的1/4。

附图说明

图1是现有技术中CMOS图像传感器像素颜色分布图；

图2是现有技术中典型CMOS图像传感器输出时序图；

图3是现有CMOS图像传感器采集系统框图；

图4是现有CMOS图像传感器采集系统工作流程图；

图5是本发明中二分频行同步信号像素同步信号时序图。

图6是本发明的CMOS图像传感器采集系统框图；

图7是本发明的CMOS图像传感器采集系统流程图；

图8是本发明的二分频器电路图；

图9是本发明的二分频器电路时序图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

由于单色信号刚好为隔行、隔列输出，本发明将CMOS图像传感器输出的行同步信号和像素同步信号二分频，然后再接入主处理器，如图6所示。这样，主处理器需要处理的数据只有全部数据的1/4。

如图5所示，图中行同步信号高表示有数据输出，这时在像素同步上升沿，输出蓝、绿、蓝、绿、……；行输出完毕后，行同步信号变低。在下一次行同步信号变高时，输出下一行数据：绿、红、绿、红、绿、红……，二分频行同步信号后，原2行输出变为1行输出。二分频像素同步信号后，原2个像素输出变为1个像素输出，所以输出变为：蓝、蓝、蓝、蓝……即达到只采集蓝色的效果。

改进的CMOS图像传感器采集系统流程图如图7所示，和原CMOS图像传感器采集系统流程相比，由于使用了二分频器直接将行同步信号、像素同步信号进行了二分频。这样采集的时候直接采集到了单色数据。采集完成后也不需要对采集到的数据再另作处理。

图8为一个二分频电路实例，实际实现的一个二分频器电路图；74HC74是上升沿触发的D触发器。为清零输入端，为设置输入端，CP为输入时钟，D为触发输入端，Q为输出时钟，为输出时钟取反。电路中，电源接3.3V，直接接3.3V。接主处理器，由主处理器控制。CP接输入时钟，即行同步信号，或者像素同步信号。和D直接相连。Q为输出的二分频信号。