[发明专利]一种动态图像处理系统及图像处理方法

说明书

本发明公开的一种动态图像处理系统及图像处理方法，包括相互连接的图像传感器和FPGA，图像传感器包括寄存器模块和图像产生模块，图像产生模块用于产生图像，寄存器模块中存储M种寄存器模式；FPGA包括时钟模块、配置模块和接收处理模块，接收处理模块用于接收图像产生模块发送的图像并对其进行处理，时钟模块中存储M种时钟模式，配置模块中存储M种配置模式；其中，M种寄存器模式、M种时钟模式以及M种配置模式一一对应。本发明提供的一种动态图像处理系统及图像处理方法，通过对FPGA和图像传感器进行动态配置，通过FPGA中配置模块的作用在极短时间内先后改变图像传感器的传输帧率和FPGA的处理速率，从而提升FPGA对图像传感器的处理能力。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种动态图像处理系统及图像处理方法。

背景技术

随着图像处理技术的发展，图像传感器的使用越来越多，特别在工业领域，机器视觉的步骤代替了纯人工的大部分工作；并且工业领域中机器视觉使用的一般为工业相机，工业相机包括图像传感器以及图像处理模块，在现有技术中，图像处理模块一般采用FPGA来对图像进行采集处理，经过FPGA处理之后的图像再通过接口(例如USB接口、CameraLink、千兆以太网接口等)输出。

在现有的图像处理系统中，图像传感器对FPGA的输出帧率保持固定，即图像传感器保持固定帧率向FPGA传输图像，FPGA保持固定速率对接收到的图像进行处理；若在传输过程中需要改变传输帧率，通常采用如下两种方式进行处理：

(1)在FPGA中配置DDR缓存器，在进行图像处理时，客户端发送帧请求信号控制图像传感器改变图像的传输帧率，再将新传输帧率下的图像数据缓存在DDR缓存器中，然后FPGA对DDR缓存器中的图像数据进行处理。在上述处理过程中，由于图像传感器的传输帧率发生了变化，但是FPGA接收以及处理图像的速率并没有改变，即使图像传感器传输图像的帧率变低，FPGA的处理速率依然高，从而导致FPGA功耗高、系统稳定性差等问题。

(2)在图像传感器外增加调整时钟的晶阵，该晶阵用于调节图像传感器的工作时钟，再将晶阵和FPGA连接至控制中心，通过控制中心分别调节图像传感器的工作时钟以及FPGA的处理速率，使二者的传输速率和处理速率保持一致。采用这种处理方式的系统需要额外增加晶阵以及控制中心，降低整个处理系统的集成度，并且控制方式繁琐，降低了图像处理的效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种动态图像处理系统及图像处理方法，通过对FPGA和图像传感器进行动态配置，通过FPGA中配置模块的作用在极短时间内先后改变图像传感器的传输帧率和FPGA的处理速率，从而提升FPGA对图像传感器的处理能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种动态图像处理系统，包括相互连接的图像传感器和FPGA，所述图像传感器包括寄存器模块和图像产生模块，所述图像产生模块用于产生图像，所述寄存器模块中存储M种寄存器模式；

所述FPGA包括时钟模块、配置模块和接收处理模块，所述接收处理模块用于接收所述图像产生模块发送的图像并对其进行处理，所述寄存器模块和所述时钟模块均连接所述图像产生模块，所述寄存器模块和所述时钟模块均连接配置模块，所述时钟模块中存储M种时钟模式，所述配置模块中存储M种配置模式；其中，M种寄存器模式、M种时钟模式以及M种配置模式一一对应；其中，M为大于等于2的整数；

所述FPGA中配置模块在M种配置模式中选择其中一种配置模式，并将该配置模式依次传输至所述寄存器模块和所述时钟模块，使得寄存器模块和时钟模块先后选择对应的寄存器模式和时钟模式；所述寄存器模块和所述时钟模块将对应的寄存器模式和时钟模式传输至所述图像产生模块，使所述图像产生模块按照对应的时钟模式进行图像传输。

进一步地，所述系统还包括处理端，所述处理端连接所述配置模块，用于触发所述配置模块在M种配置模式中选择其中一种配置模式。

进一步地，所述配置模块通过SPI接口连接所述寄存器模块。