本發明屬于數字信號處理技術領域，具體涉及一種多圖像傳感器同步控制系統，以及應用該系統的圖像處理模塊。

背景技術：

隨著科技的發展以及需求的不斷增長，單一的圖像傳感器通常不能滿足應用的需求，于是有人提出了多傳感器技術，該技術利用各種不同的圖像傳感器同時采集不同通道的數據，并利用數據融合技術來綜合不同通道的數據。

到目前為止，多傳感器技術已經廣泛應用于工業控制、機器人、空中交通管制、海洋堅實、綜合導航等技術領域。多傳感器數據融合是多層面的數據處理過程，它充分地利用多個傳感器資源，通過對各種傳感器及其觀測信息的合理支配與使用，將各種傳感器在空間和時間上的互補與冗余信息依據某種優化準則組合起來，產生對觀測環境的一致性解釋和描述。信息融合的目標是基于各傳感器分離觀測信息，通過對信息的優化組合導出更多有效信息。

常見的一種多傳感器模式是采用雙傳感器的雙目形式。在該系統中，左右兩個傳感器之間需要保持高精度的同步，這樣才能保證系統獲取的兩個不同通道的數據在時間上具有高度的一致性。當這兩個傳感器之間存在較大的同步誤差時，后期的數據融合就會存在很大的誤差。

技術實現要素：

本發明的目的之一在于解決上述的多傳感之間的同步問題，提供一種多圖像傳感器同步控制系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種多圖像傳感器同步控制系統，包括用于連接多圖像傳感器系統的探測模塊和控制模塊，還包括用于連接多圖像傳感器系統的初始化模塊，所述的控制模塊與探測模塊連接；所述的探測模塊探測各個圖像傳感器輸出的數據信號之間的異步特征，所述的控制模塊根據探測到的異步特征來調整圖像各個傳感器的工作狀態，以降低甚至消除輸出信號之間的同步差異。

所述的一種多圖像傳感器同步控制系統，其多圖像傳感器系統為具有不同技術指標的第一圖像傳感器和第二圖像傳感器構成的雙圖像傳感器系統。

本發明的目的之二在于提供一種應用上述同步控制系統實現雙傳感器同步控制的圖像處理模塊，用于控制多圖像傳感器系統，以降低多圖像傳感器系統中各個圖像傳感器之間輸出圖像數據的時間差異。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種圖像處理模塊，還包括第一時序發生器、第二時序發生器、第一集成電路總線控制單元和第二集成電路總線控制單元，所述的第一圖像傳感器通過第一時序發生器與探測模塊連接，所述的第二圖像傳感器通過第二時序發生器與探測模塊連接，所述的第一圖像傳感器通過第一集成電路總線控制單元與控制模塊連接，所述的第二圖像傳感器通過第二集成電路總線控制單元與控制模塊連接。

所述的一種圖像處理模塊，其探測模塊包括周期計數器和差分計數器，所述的周期計數器同時連接第一時序發生器和控制模塊，所述的差分計數器同時連接第二時序發生器和控制模塊，所述的差分計數器還連接第一時序發生器。

本發明的有益效果是：

（1）本發明提出的多圖像傳感器同步控制系統對圖像傳感器的技術參數沒有特殊的要求，具有較好的適應性。例如，每個圖像傳感器都可以在開始信號和垂直同步信號的第一個脈沖信號之間具有一個固定的時間延遲。

（2）本發明提出的多圖像傳感器同步控制系統對不需要額外要求各個傳感器之間具有同步機制，例如利用兩個圖像傳感器之間的同步引腳來實現的主從控制機制。

（3）本發明的多圖像傳感器同步控制系統不需要額外的緩存來實現圖像輸出的同步，系統具有更低的成本和可靠性。

附圖說明

圖1為本發明同步控制系統的原理示意圖；

圖2為應用本發明同步控制系統的圖像處理模塊的工作原理示意圖；

圖3為本發明圖像處理模塊的結構示意圖；

圖4 為不同傳感器輸出的垂直同步信號之間的時序圖。

各附圖標記為：101—探測模塊，102—控制模塊，103—初始化模塊，200—多圖像傳感器系統，201—第一圖像傳感器，202—第二圖像傳感器，203—圖像處理模塊，301—周期計數器，302—差分計數器，401—第一時序發生器，402—第二時序發生器，403—第一集成電路總線控制單元，404—第二集成電路總線控制單元。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

如圖1所示，作為基本的實施例，本發明公開了一種多圖像傳感器同步控制系統，包括用于連接多圖像傳感器系統200的探測模塊101和控制模塊102，還包括用于連接多圖像傳感器系統200的初始化模塊103，所述的控制模塊102與探測模塊101連接。

所述的探測模塊101探測各個圖像傳感器輸出的數據信號之間的異步特征，所述的控制模塊102則根據探測到的異步特征來調整圖像各個傳感器的工作狀態，以降低甚至消除輸出信號之間的同步差異，進而提高不同傳感器之間的同步精度。

本發明控制系統工作時，先是探測不同傳感器輸出信號之間的異步特性，然后根據不同傳感器輸出信號之間的異步特性來調整和控制各個傳感器的工作狀態。

本發明同步控制系統用于控制多圖像傳感器系統200時，能降低多圖像傳感器系統200中各個圖像傳感器之間輸出圖像數據的時間差異。多圖像傳感器系統200中各個圖像傳感器輸出的數據信號為IOUT₁、IOUT₂、……、IOUT_N，當各個圖像傳感器工作在視頻采集模式，則輸出的數據信號IOUT₁、IOUT₂、……、IOUT_N為一系列的視頻數據。

通常情況下，不同圖像傳感器對應著不同的空間視角，探測模塊101用于探測多個不同圖像傳感器輸出的數據信號IOUT1、IOUT2、……、IOUTN之間的異步特征；控制模塊102同時和探測模塊101以及多圖像傳感器系統200連接，控制模塊102可以根據探測模塊101探測到的不同圖像傳感器輸出信號IOUT1、IOUT2、……、IOUTN之間的異步特性來調整各個傳感器的工作狀態，進而提高不同傳感器之間的同步精度，從而降低甚至消除輸出信號IOUT1、IOUT2、……、IOUTN之間的同步差異。

在本發明中，多圖像傳感器系統200中包含的圖像傳感器的數量并沒有被限定，也就是說，本發明的多圖像傳感器同步控制系統可以應用于任何圖像傳感器數量大于一的系統。

為了便于說明，在本實施例中，僅以具有兩個圖像傳感器的雙圖像傳感器系統為例，但在實際應用中，并不限定圖像傳感器的數量。

所述的多圖像傳感器系統200為相互之間具有不同技術指標（例如不同的分辨率、不同的幀頻）的第一圖像傳感器201和第二圖像傳感器202構成的雙圖像傳感器系統。

第一圖像傳感器201和第二圖像傳感器202之間可能具有不同的幀頻，這就可能引起第一圖像傳感器201和第二圖像傳感器202之間輸出信號不同步的問題。當第一圖像傳感器201和第二圖像傳感器202之間存在輸出信號不同的問題時，如圖2所示，應用本發明同步控制系統的圖像處理模塊203就可以探測并測量來自不同圖像傳感器的信號之間的同步差異，同時調整第一圖像傳感器201和第二圖像傳感器202的工作狀態，降低或者消除第一圖像傳感器201和第二圖像傳感器202輸出信號之間的時間差。

在這個過程中，探測模塊101可以根據多圖像傳感器系統200輸出的垂直同步信號來探測第一圖像傳感器201的輸出信號IOUT₁和第二圖像傳感器202的輸出信號IOUT₂之間的時間差異。

多圖像傳感器系統200輸出的垂直同步信號和輸出信號IOUT₁、IOUT₂之間都有關聯，根據探測模塊101探測到的輸出信號IOUT₁和IOUT₂之間的時間差異，控制模塊102可以通過調整主時鐘、像素時鐘等參數來調整多圖像傳感器系統200。

本同步控制系統100是在圖像處理模塊203中實現的，但是也不限于一定要在圖像模塊203中實現，也可以在其他的平臺上實現。

參照圖3所示，一種應用雙圖像傳感器同步控制系統的圖像處理模塊，還包括第一時序發生器401、第二時序發生器402、第一集成電路總線控制單元403和第二集成電路總線控制單元404，所述的第一圖像傳感器201通過第一時序發生器401與探測模塊101連接，所述的第二圖像傳感器202通過第二時序發生器402與探測模塊101連接，所述的第一圖像傳感器201通過第一集成電路總線控制單元403與控制模塊102連接，所述的第二圖像傳感器202通過第二集成電路總線控制單元404與控制模塊102連接。

第一時序發生器401可以產生一個圖像傳感器的復位信號RESET1來重置第一圖像傳感器201，并向第一圖像傳感器201提供一個主時鐘信號MCLK1作為參考時鐘；這個時候，第一圖像傳感器201被復位信號RESET1觸發后重新開始工作；第一圖像傳感器201中的頻率合成器根據主時鐘MCLK1產生像素時鐘PCLK1，第一圖像傳感器201則根據像素時鐘PCLK1來輸出每幀圖像中的像素；此外，第一圖像傳感器201將像素時鐘PCLK1、水平同步信號HS1、以及垂直同步信號VS1傳輸給第一時序發生器401。

水平同步信號HS1和垂直同步信號VS1是和第一圖像傳感器201輸出的圖像信號關聯在一起；水平同步信號HS1標志著來自第一圖像傳感器201的一幀圖像中一行像素的傳輸完成，垂直同步信號VS1表示一幀圖像的最后一行像素傳輸完成。

類似的，第二時序發生器402也會產生一個復位信號RESET2來重置第二圖像傳感器202，并向第二圖像傳感器202提供一個主時鐘信號MCLK2作為參考時鐘；這個時候，第二圖像傳感器202被復位信號RESET2觸發后重新開始工作；第二圖像傳感器202中的頻率合成器根據主時鐘MCLK2產生像素時鐘PCLK2，第二圖像傳感器202則根據像素時鐘PCLK2來輸出每幀圖像中的像素；此外，第二圖像傳感器202將像素時鐘PCLK2、水平同步信號HS2、以及垂直同步信號VS2傳輸給第二時序發生器402。

水平同步信號HS2和垂直同步信號VS2是和第二圖像傳感器202輸出的圖像信號關聯在一起。水平同步信號HS2標志著來自第二圖像傳感器201的一幀圖像中一行像素的傳輸完成，垂直同步信號VS2表示一幀圖像的最后一行像素傳輸完成。

垂直同步信號VS1標志著來自第一圖像傳感器201的一幀圖像被完全傳輸到圖像處理模塊203中；類似的，垂直同步信號VS2也標志著來自第二圖像傳感器202的一幀圖像被完全傳輸到圖像處理模塊203中；探測模塊101可以根據垂直同步信號VS1和垂直同步信號VS2之間的差異來探測第一圖像傳感器201和第二圖像傳感器202之間輸出數據之間的同步差異。

進一步，所述的探測模塊101包含了，但是不限于：周期計數器301和差分計數器302，所述的周期計數器301同時連接第一時序發生器401和控制模塊102，所述的差分計數器302同時連接第二時序發生器402和控制模塊102，所述的差分計數器302還連接第一時序發生器401。

周期技術器301用于記錄同一個垂直同步信號中連續的兩個垂直同步脈沖的鐘的周期，并輸出結果CN；差分計數器302用于記錄兩個連續垂直同步脈沖之間的時間差，這兩個連續的垂直同步脈沖分別來自于垂直同步信號VS1和垂直同步信號VS2，并輸出結果DN。根據CN和DN就可以得到不同圖像傳感器輸出的時間差。

圖4 為不同傳感器輸出的垂直同步信號之間的時序圖。

該圖給出了垂直同步信號VS1和VS2之間的關系?？刂颇K102根據CN和DN可以確定垂直同步信號VS1和VS2中的垂直同步脈沖之間的真實相位關系。

如果CN和DN滿足如下關系：，則控制模塊102會判斷垂直同步信號VS1的相位領先于垂直同步信號VS2，領先的數值大小為。

如果CN和DN滿足如下關系：，則控制模塊102會判斷垂直同步信號VS1的相位落后于垂直同步信號VS2，落后的數值大小為。

如果CN和DN滿足如下關系：，則控制模塊102會判斷垂直同步信號VS2的相位領先于垂直同步信號VS1，領先的數值大小為。

如果CN和DN滿足如下關系：，則控制模塊102會判斷垂直同步信號VS2的落后領先于垂直同步信號VS1，落后的數值大小為。

當大于某個設定的閾值時，就認定第一圖像傳感器201和第二圖像傳感器202之間存在同步差異；當探測模塊101獲得了不同圖像傳感器之間的輸出時間差異之后，控制模塊102就可以控制不同的圖像傳感器來調整下一幀圖像的輸出時間，使得不同圖像傳感器在下一幀圖像中能夠實現同步輸出。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，以及部分運用的實施例，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。