专利名称：基于s3c6410嵌入式视频图像采集系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电技术领域，具体涉及光电领域中视频图像的采集与处理技术。
背景技术：
S3C6410是三星公司主推的一款功能强大、应用十分广泛的嵌入式处理器。其稳定工作频率为 667MHz，128MB DDR SDRAM, 256MB NandFLASH 和 IMBNorFLASH。S3C6410 包括很多硬件功能外设相机接口(Camera Interface简称CAMIF)，TFT 24bit真彩色LCD控制器，4通道的UART，32通道的DMA，4通道定时器，通用I/O 口，1 总线，USB Host，高速USB OTG, SD Host和高速MMC卡接口以及内部的PLL时钟发生器等。TVP5150作为高性能视频解码器，支持NTSC/PAL/SECAM等格式。可以接收2路复合视频信号(CVBS)或1路S-Video视频信号，可以输出8位4:2:2的ITU-R BT. 656以及 8 位 4:2:2 的 ITU-R BT. 601 信号。Windows CE 6. 0是微软公司开发的一款专用于嵌入式系统的实时操作系统，其模块化设计可以方便地根据需求定制设备而备受开发人员青睐。但是目前在Windows CE 6.0 下国内OEM厂商对S3C6410的CAMIF提供的驱动仅限于对几款微型CMOS相机(如0V9650 等)的支持。当用户采用CCD相机作为图像采集的前端设备时，原来的驱动就失效了。而 CCD相机因其灵敏度高、成像质量清晰等优越性能，在视频图像采集及监控等各个领域扮演着主力军的角色。
发明内容
本发明为解决现有CXD相机作为图像采集的前端设备时无法连接到S3C6410的 CAMIF的问题，提供一种基于S3C6410嵌入式视频图像采集系统。基于S3C6410嵌入式视频图像采集系统，该系统包括的双波段的CXD相机、 S3C6410模块和IXD显示与触摸屏模块；该系统还包括TVP5150视频信号解码模块，所述双波段CCD相机采集目标的视频图像，然后输出模拟视频信号通过TVP5150视频信号解码模块进行解码，所述TVP5150视频信号解码模块将模拟视频信号转换成数字视频信号传送至 S3C6410主控模块，所述S3C6410主控模块通过I2C总线控制对TVP5150视频信号解码模块的视频图像的采集；S3C6410主控模块将采集的视频图像传送至IXD进行显示。本发明的工作原理本发明所述的一种基于S3C6410嵌入式视频图像采集系统。 系统利用两路双波段(可见光和红外波段)的CCD相机作为视频图像采集的前端设备，由 TVP5150进行视频解码后送入S3C6410的CAMIF，并由S3C6410通过1 总线控制对图像进行采集。考虑到独立性及便携性的需求，系统具有LCD显示及触摸屏模块和SD卡存储模块， 以方便视频图像的显示、存储及处理。本发明所述系统通过在Windows CE 6.0操作系统下增加了 TVP5150视频信号解码模块驱动的支持，实现了 CCD相机作为视频采集系统的前端。 本发明所述的系统界面简单，操作方便，系统集成度高。适用于视频图像采集、监控等各个领域。
本发明的有益效果一、基于S3C6410的嵌入式系统，支持CXD相机作为视频图像的采集前端。此外， 系统可接双路(可见光和红外波段)CCD相机，并可根据实际需要进行切换。二、基于系统的兼容性考虑，我们把以前的0V9650这款CMOS相机的驱动也同样的编译进内核，这样系统就能同时支持CCD和CMOS两种相机。三、为了便于携带和控制，系统具有LCD显示及触摸屏模块，可以进行视频图像的现场显示。同时系统具有SD卡存储模块，以方便图像的存储及处理。四、本发明所述的系统具有预览、拍照和录像等功能。在液晶显示屏上可得到流畅清晰地视频图像。
图1为本发明所述的一种基于S3C6410嵌入式视频图像采集系统的组成框图；图2为本发明所述的一种基于S3C6410嵌入式视频图像采集系统的在Windows CE 6. 0下单层和分层驱动模式；图3为本发明所述的一种基于S3C6410嵌入式视频图像采集系统中TVP5150视频信号解码模块的驱动开发过程示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一、结合图1说明本实施方式，基于S3C6410嵌入式视频图像采集系统，该系统包括双波段的CXD相机、TVP5150视频信号解码模块、S3C6410主控模块和IXD显示及触摸屏模块，双波段的CXD相机分别接在TVP5150视频解码模块的AIPlA和AIPlB模拟视频的输入端口并对目标进行视频图像采集，双路的CCD相机可以根据需要进行切换。 所述双波段的CXD相机采集目标的视频图像经AIPlA和AIPlB模拟视频的输入端口传送至 TVP5150视频解码模块进行解码，TVP5150视频解码模块将采集的PAL制式信号转成ITU-R BT. 656制式信号后送入S3C6410的CAMIF，所述S3C6410主控模块通过1 总线控制完成对 TVP5150视频信号解码模块的视频图像的采集；为了便于携带和控制，系统具有一个分辨率为320X240的IXD显示及触摸屏模块，视频信号转化成数字图像格式信号进入S3C6410 的相机模块后，直接写入LCD的帧缓存接口函数的虚拟空间中，通过LCD显示及触摸屏模块可以流畅清晰地进行视频图像的现场显示。也可根据需要将现场的视频图像存储在系统自带的SD卡模块中。本实施方式中也可以使用CMOS相机代替双波段的CXD相机。本实施方式所述的双波段CXD相机为可见和红外波段的CXD相机，同时可以进行可见和红外波段的双路CCD相机或CMOS相机之间的切换，实现预览、拍照和录像等功能。
具体实施方式
二、结合图2至图3说明本实施方式，本实施方式为具体实施方式
一中系统所述的TVP5150视频信号解码模块的驱动方法，本方法通过在Windows CE 6. 0操作系统下增加了 TVP5150视频信号解码模块驱动的支持，实现了 CCD相机作为视频采集系统的前端；Windows CE 6.0操作系统下的相机驱动结构是基于MDD/PDD的分层结构，微软提供这部分代码只是一个相机驱动框架，与具体的硬件无关。一般OEM厂家利用这个框架实现具体的相机驱动。本系统就是在三星公司的board support package (简称BSP)的相机驱动基础上进行开发的。TVP5150视频信号解码器为带1 接口的视频解码器，通过调用WinCE6. 0下的1 驱动，使TVP5150视频解码器作为CPU相机控制器和CXD相机的桥梁以实现相机功能。在 TVP5150视频信号解码器的驱动开发中，主要利用写TVP5150相关寄存器和读TVP5150相关寄存器来完成对TVP5150寄存器的读写设置。TVP5150芯片采用14. 31818MHz晶振，数字和模拟输入电压为1. 8V，IO 口电压为3. 3V ；PCLK/SCLK脚时钟信号可输出13. 5MHz和 27MHz两种频率；信号输入有两路，为了防止对输入信号的反射，都进行了阻抗匹配设计； YOUT
输出8路YCbCr信号，消隐信号可选择单独引脚HSYNC和VSYNC输出，或者内嵌于这8路信号中。YOUT [7]/ItSEL是BT. 656/YUV数据的第7位，也是1 接口设备地址设置位，S3C6410和TVP5150应答过程中，根据I2CSEL引脚的状态与设备地址的映射关系，获得从片TVP5150的地址。TVP5150设备地址由I2CSEL引脚所接上拉电阻或下拉电阻确定。 本发明设计中该引脚为上拉状态。结合图3，TVP5150视频信号解码模块的驱动开发过程为首先对TVP5150芯片的配置主要是对寄存器值的设定；包括设置设备地址、设置图像宽度和高度、设置时钟频率、配置数据输出格式、配置行场同步信号、设置亮度、色度和对比度；其次配置S3C6410主控模块的CAMIF相关寄存器，包括配置视频信号宽度和高度、 配置输入视频信号格式、配置输入视频信号顺序、配置P、c通道的相关参数。其中视频信号的输入格式配置为8位4:2:2的ITU-R BT. 656格式，视频信号的输入的顺序为Cb、Y、Cr。将TVP5150视频信号解码模块的驱动编译到Windows CE 6.0操作系统内核中。基于系统的兼容性考虑，把原有的0V9650这款CMOS相机驱动保留并编译进内核，这样系统就能同时支持CXD和CMOS两种相机。一、将TVP5150视频信号解码模块的驱动添加到Windows CE 6.0操作系统内核中，修改 BSP 的 FILES 下的 platform, bib 和 platform, reg 文件。二、将TVP5150视频信号解码模块的驱动加入source文件中，指定要被编译的选项，并在sources文件中进行添加。三、指定要编译的文件目录，将相应的dirs文件里加入要包含进去的文件。在Windows CE 6. 0下重新编译以上步骤所述的文件，便可得到支持CXD相机的 Windows CE 6. 0的镜像文件NK. BIN,然后将获得的镜像文件NK. BIN烧写到S3C6410的 NandFlash中，采用NandFlash的方式启动硬件。Windows CE 6. 0系统启动加载相机的驱动完成后，运行相机的应用程序，通过Directalow利用一系列的API和相机进行交互，可在液晶显示屏上得到流畅清晰地视频图像，完成预览、拍照和录像等功能。
权利要求
1.基于S3C6410嵌入式视频图像采集系统，该系统包括双波段的CXD相机、S3C6410 主控模块和IXD显示及触摸屏模块；其特征是，还包括TVP5150视频信号解码模块，所述双波段CCD相机采集目标的视频图像，然后输出模拟视频信号通过TVP5150视频信号解码模块进行解码，所述TVP5150视频信号解码模块将模拟视频信号转换成数字视频信号传送至 S3C6410主控模块，所述S3C6410主控模块通过1 总线控制对TVP5150视频信号解码模块的视频图像的采集；S3C6410主控模块将采集的视频图像传送至IXD进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于S3C6410嵌入式视频图像采集系统，其特征在于，该系统还包括SD卡存储模块，所述的S3C6410主控模块将采集的视频或者图像存储在SD卡存储模块中。
3.根据权利要求1所述的基于S3C6410嵌入式视频图像采集系统，其特征在于，所述的双波段的CCD相机为能够实现可见光波段和红外波段的CCD相机，同时可兼容CMOS相机。
全文摘要
基于S3C6410嵌入式视频图像采集系统，涉及光电技术领域，它解决现有CCD相机作为图像采集的前端设备时无法连接到S3C6410的CAMIF的问题，该系统包括双波段的CCD相机、TVP5150视频解码模块、S3C6410模块和LCD显示与触摸屏模块；所述TVP5150视频信号解码模块通过视频解码模块采集双路CCD的视频图像，所述TVP5150视频信号解码模块将采集的模拟视频信号转换成数字视频信号后传送至S3C6410模块；S3C6410模块通过I2C总线控制图像的采集；并将采集的图像传送至LCD进行显示。本发明系统支持CCD相机作为视频图像的采集前端。并可根据实际需要进行切换。
文档编号H04N7/18GK102316309SQ20111026113
公开日2012年1月11日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者刘建卓, 孙强, 曲锋, 毕国玲, 赵建 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所