摘要:介紹一種高速高質(zhì)量的嵌入式攝像頭傳輸技術(shù)——Quick Capture技術(shù);詳細(xì)敘述其設(shè)計思想和工作流程,并用可編程邏輯器件Bulverde板卡予以實現(xiàn)。
隨著嵌入式處理器的普及和硬件成本的不斷降低,具有拍照和攝像功能的手機逐步走進(jìn)了人們的生活。但由于嵌入式處理器的速度有限,在處理圖形和多媒體數(shù)據(jù)方面顯得力不從心,導(dǎo)致嵌入式系統(tǒng)的攝像頭分辨率低、色深低、數(shù)據(jù)傳送速度慢,無法滿足人們即時捕捉高質(zhì)量圖片和視頻的需求。Quick Capture技術(shù)是一種專為手持設(shè)備設(shè)計,用來改進(jìn)圖像質(zhì)量和傳輸速度的技術(shù)。本文基于Quick Capture技術(shù),就攝像頭驅(qū)動程序和圖片信息傳輸問題,提供一種解決方案。
1 硬件介紹
本人選擇的嵌入式微處理器是2003年底Intel公司剛剛推出的一款專門面向移動電話和掌上電腦的專用處理器,PXA27x系列,代號為Bulverde。該處理器采用了Quick Capture技術(shù)。Quick Capture為成像設(shè)備與無線設(shè)備提供接口,有助于改進(jìn)圖像質(zhì)量以及降低產(chǎn)品整體成本。該項技術(shù)包括快速瀏覽、快速拍照和快速視頻拍攝三種操作模式。該技術(shù)使得Bulverde可以支持400萬像素數(shù)碼鏡頭,并能提供最大416Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。
集成在該開發(fā)板上的是Agilent公司的型號為ADCM-2650-0001的攝像頭感應(yīng)器。在VGA(480×640)分辨率下,每秒傳輸?shù)膱D片能達(dá)到15幀,具備自動曝光和白平衡功能,并且針對嵌入式應(yīng)用做了很多優(yōu)化處理,所以非常適合嵌入式領(lǐng)域的應(yīng)用。ADCM-2650-0001內(nèi)含3個獨立的FIFO條目,存儲從感應(yīng)器捕捉到的視頻或者圖片數(shù)據(jù)信息。連接處理器和攝像頭感應(yīng)器的是Quick Capture Interface(快速捕捉接口),它提供了以下幾種類型的寄存器:
①Q(mào)CI(Quick Capture Interface)控制寄存器0~4;
②QCI時間間隔寄存器;
③QCI狀態(tài)寄存器;
④QCI FIFO控制寄存器;
⑤QCI接收緩沖區(qū)寄存器。
通過這些寄存器,可以控制整個處理器與感應(yīng)器之間的工作流程。
攝像頭感應(yīng)器與Intel XScale處理器之間的連接,如圖1所示。
2 接口的實現(xiàn)
本人采用的是ElaME1.0(“和欣”手機操作系統(tǒng))作為嵌入式操作系統(tǒng)。這是一款由我國自主開發(fā)的智能手機操作系統(tǒng),基于微內(nèi)核,具有多進(jìn)程、多線程、搶占式、基于線程的多優(yōu)先級任務(wù)調(diào)度等特性。和欣操作系統(tǒng)體積小,速度快,適合網(wǎng)絡(luò)時代的絕大部分嵌入式信息設(shè)備;除了支持?jǐn)z像頭感應(yīng)器外,還支持彩色LCD、觸摸屏、USB等多種嵌入式設(shè)備。
2.1 ElaME下的攝像頭驅(qū)動模型
ElaME的驅(qū)動模塊如圖2所示。
ElaME的驅(qū)動模型與Unix、Windows操作系統(tǒng)的不一樣。它把驅(qū)動程序構(gòu)件化了,使得驅(qū)動程序具備了構(gòu)件的靈活等多種特性。例如:當(dāng)操作系統(tǒng)啟動時并不用加載所有的驅(qū)動程序,而是當(dāng)用戶需要用到該設(shè)備時才加載。這樣的設(shè)計使得在手機硬件資源比較緊張的環(huán)境中比傳統(tǒng)的嵌入式操作性系統(tǒng)具有更強的競爭力。設(shè)備管理器(device manager)是一個內(nèi)核對象,管理系統(tǒng)中所有的設(shè)備與驅(qū)動對象,負(fù)責(zé)設(shè)備信息的搜集、驅(qū)動構(gòu)件對象的創(chuàng)建和刪除、設(shè)備硬件資源的沖突檢測等。
攝像頭感應(yīng)器驅(qū)動就是一個構(gòu)件對象,它的主要工作有以下幾點:
①負(fù)責(zé)通過I2C總線查詢攝像頭感應(yīng)器信息,調(diào)節(jié)攝像頭感應(yīng)器的設(shè)置;
②建立和控制DMA傳輸通道,通過DMA方式將3個FIFO里的數(shù)據(jù)信息傳送到的內(nèi)存中;
③提供可以給用戶態(tài)程序使用的接口。
2.2 攝像頭感應(yīng)器驅(qū)動的關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)
下面從驅(qū)動設(shè)計上,具體說明如何基于Quick Capture技術(shù),通過DMA方式在感應(yīng)器的FIFO與內(nèi)存之間建立最快速最高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳送。
在PXA27x型號的處理器中,有兩種內(nèi)部外圍器件:外部總線的外圍器件(PBP)和內(nèi)部總線的外圍器件(IBP)??焖俨蹲浇涌冢≦uick Capture Interface)屬于IBP。內(nèi)部總線的外圍器件通過外圍總線連接至DMAC,使用流數(shù)據(jù)傳送。DMAC有兩種工作方式:描述器取入方式和非描述器取入方式。因為當(dāng)前手機上捕捉到的圖片大小分別是從QQVGA(160×120)、QCIF(176×144)、QVGA(320×240)、VGA(480×640)不等,最小QQVGA的每張圖片大小也有37.5KB,而每個描述器一次最大能傳送(8K-1)B,所以選擇多描述器鏈的方式。描述器鏈就是將該描述器的特定寄存器內(nèi)存放的是下一個描述器的地址,當(dāng)該描述器傳送完自身的數(shù)據(jù)后,能獲得下一描述器的地址,讀取描述器內(nèi)的信息,然后繼續(xù)下一輪的數(shù)據(jù)傳送。每個FIFO都有自己的一串描述器鏈。如果是捕捉圖片,采用一個FIFO即可,如果捕捉視頻,要用到三個FIFO。
以下是建立多描述器鏈的步驟。
①根據(jù)圖片的格式來確定每幀的大小,如為RGB565格式。
frame_size=camera_info>capture_width*
camera_context->capture_height*2;
camera_info->fifo0_transfer_size=frame_size;
//以下為捕捉視頻
//camera_info->fifo1_transfer_size=0;
//camera_info->fifo2_transfer_size=0;
②根據(jù)每幀的大小和描述器一次能傳送的大小確定描述器的個數(shù)。
camera_info->fifo0_num_descriptors=
(camera_info->fifo0_transfer_size+SINGLE_DESCRIPTOR_TRANSFER_MAX-1)
/SINGLE_DESCRIPTOR_TRANSFER_MAX;
camera_info->fifo1_num_descriptors=…;
camera_info->fifo1_num_descriptors=…;
③判斷是否超過DMA規(guī)定的描述器的大小限制。
④分配DMA描述器的地址,并賦給FIFO0。
camera_context->fifo0_descriptors_physical=
(unsigned)camera_context->dma_descriptors_physical;
cur_des_physical=(DMAC_DESCRIPTOR_T*)
camera_context->fifo0_descriptors_physical
⑤將每個描述器與1幀圖片的每個數(shù)據(jù)塊建立一一對應(yīng)的關(guān)系。
for(j=0;jfifo0_num_descriptors;j++){
//建立描述符
cur_des_virtual->DDADR=
(unsigned)cur_des_physical+sizeof(DMAC_DESCRIPTOR_T);
//FIFO0物理地址z
cur_des_virtual->DSADR=CI_REGBASE_PHY+CIBR0;
cur_des_virtual->DTADR=darget_physical;
cur_des_virtual->DCMD=des_rtansfer_size
|DMAC_DCMD_FLOW_SRC
|DMAC_DCMD_INC_TRG_ADDR
|(DMAC_BURSTSIZE_16<<16);
//向前移動指針
remain_size-=des_transfer_size;
cur_des_virtual++;
cur_des_physical++;
target_physical+=des_transfer_size;
}
//停止DMA傳送捕捉的幀
last_des_virtual=cur_des_virtual-1;
last_des_virtual->DDADR=(unsigned)camera_context->fifo0_descriptors_physical;
將每個描述器的DDADR(DMA描述器地址寄存器)指向下一個描述器的地址,將最后一個DDADR指向第一個描述器的地址,這樣形成一個環(huán)路的描述器鏈。另外,還要設(shè)置DSADR(DMA源地址寄存器)。由于是從攝像頭感應(yīng)器到內(nèi)存,所以FIFO的地址是源地址,DTADR(DMA目標(biāo)地址寄存器)為內(nèi)存,DCMD(DMA命令寄存器)設(shè)置傳輸大小和源流控制。
以上都建立好以后,DMA就可以傳送數(shù)據(jù)了。傳送數(shù)據(jù)的流程如圖3所示。
結(jié)語
目前的嵌入式開發(fā)板對于攝像頭感應(yīng)器的數(shù)據(jù)傳送方式各不相同。如NeoMagic公司開發(fā)的Mimagic5傳送圖片采用的是獨立的DMA功能,而傳送視頻采用的是特定的內(nèi)存訪問通道,Video Capture Interface不通過DMA方式;而Intel公司的PXA27x采用Quick Captre技術(shù),從官方發(fā)布數(shù)據(jù)表明,明顯地提高了視頻信息的傳送速度。
隨著嵌入式設(shè)備不斷的發(fā)展更新,將會有更多、更先進(jìn)、更高速的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)被應(yīng)用到嵌入式開發(fā)的各個領(lǐng)域。
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驅(qū)動方案(8926)
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2012-08-25 13:53:51
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2020-12-24 17:51:42
`帝歐電子趙生135-3012-2202,QQ:8798-21252長期高價回收手機攝像頭,回收攝像頭芯片。 攝像頭廣泛運用于我們的生活之中,大街上隨處可見的安防監(jiān)控,人手至少一臺的手機平板,汽車
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回收蘋果攝像頭 收購蘋果攝像頭回收蘋果攝像頭,大量收購蘋果攝像頭!?。?帝歐電子 趙先生 TEL:135-3012-2202 QQ:879821252 帝歐電子專業(yè)電子收購,現(xiàn)急購攝像頭,大量
2020-12-29 18:14:00
帝歐電子趙生135-3012-2202,QQ:8798-21252長期高價回收手機攝像頭,回收蘋果XR攝像頭,收購蘋果XR攝像頭。手機的數(shù)碼相機功能指的是手機是否可以通過內(nèi)置或是外接的數(shù)碼相機進(jìn)行
2021-08-16 16:10:37
如何利用stm32驅(qū)動ov5640攝像頭?
2022-02-22 07:44:39
詢問商家,說視頻分割器輸出的信號和行車記錄儀輸入的攝像頭信號不一致,無法實現(xiàn)。請問技術(shù)高手,我以上的想法能否實現(xiàn),若利用視頻分割器不能實現(xiàn),那采用什么方法能實現(xiàn)切換呢?其實我自己有個最笨的想法:把幾個
2016-08-11 20:07:45
如何安裝倒車攝像頭:可視倒車目前受到廣大車主的歡迎,倒車視攝像頭在保障倒車安全方面的作用很大,特別是在那些擁擠的停車場所、光線不好的位置、小孩經(jīng)常玩耍的地方。而且你可以想裝多少就裝多少個,不過
2014-06-03 14:11:51
怎么使用labvIEW驅(qū)動筆記本的攝像頭進(jìn)行拍照并保存啊、、、求大神指點。最好可以有個例子、、、、、、
2012-05-28 17:51:55
如何調(diào)試UVC攝像頭?
2022-03-04 07:54:49
高清產(chǎn)品應(yīng)用方案請聯(lián)系!強大內(nèi)芯 | 1080P高清USB攝像頭帶音頻解決方案 技術(shù)優(yōu)勢? 體積小,廣泛用于對體積要求小的產(chǎn)品。? 雙數(shù)字MIC左右聲道,電流噪音小,效果超好。? 圖像色彩還原真實
2017-07-05 14:59:19
MUC204微型攝像頭是我們引以為傲的一款產(chǎn)品,號稱
2009-04-23 13:50:50
尋性價比高的倒車攝像頭方案!謝謝!
2010-11-25 08:42:04
近年來,隨著人們對駕駛安全水平需求的不斷提高,高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)相關(guān)技術(shù)的不斷成熟,伴隨著ADAS市場高速發(fā)展,攝像頭的需求也更加旺盛。其應(yīng)用場景也是非常多的,主要是以下幾個應(yīng)用場景:倒車
2022-11-08 08:08:48
Arm物聯(lián)網(wǎng)兼嵌入式事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展 副總裁 馬健智能攝像頭技術(shù)正在逐步改變我們的生活,而未來,它將為我們彼此以及與周圍世界的互動方式帶來深刻的變化。從打造更安全、更高效的智慧城市,到實現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)
2022-01-11 08:00:00
進(jìn)行幀緩沖。 輸出為組合圖像的并行總線,因此圖像信號處理器可以處理該數(shù)據(jù)流。隨著行業(yè)在面向自主駕駛車輛的智能攝像頭系統(tǒng)領(lǐng)域不斷取得進(jìn)步,部分技術(shù)已應(yīng)用于普通轎車。 新的攝像頭技術(shù)以及復(fù)雜的圖像處理解決方案應(yīng)用越來越廣,這些創(chuàng)新可用于改型攝像頭系統(tǒng),增加現(xiàn)有車輛的智能水平,提高舒適性、娛樂性和安全性。
2017-04-12 14:44:45
請問樹莓派安裝好官方的攝像頭之后,測試攝像頭時顯示mmal: No data received from sensor. Check all connections, including the Sunny one on the camera board,連接正常沒有問題,請問是怎么回事呀?
2016-08-08 22:47:40
求助ov7670攝像頭驅(qū)動程序,哪位大神有分享一下啊在下郵箱1466174373@qq.com謝謝
2019-01-29 06:35:58
買了一個TOYBRICK的RK3568板子和一個適配的TB8034的攝像頭,板子上燒了debian的系統(tǒng),并下載了一個cheese無法打開攝像頭。求助大神如何驅(qū)動攝像頭!
2022-04-02 14:06:14
求購可以量產(chǎn)的攝像頭測距方案,量程約2-10cm。聯(lián)系方式:2282759853
2016-07-21 17:17:49
★★在線電話 135-3012-2202(同步微信)★★在線QQ8798-21252 【 回收華為手機攝像頭 收購華為手機攝像頭】--華為手機攝像頭型號:華為mate7、華為mates、華為
2021-12-13 14:13:15
視頻監(jiān)視安防監(jiān)控需求正旺,而且該技術(shù)也在個人和商業(yè)應(yīng)用方面變得更加經(jīng)濟(jì)。受對更高標(biāo)準(zhǔn)的安保需求的驅(qū)動,在全球已經(jīng)有數(shù)以百萬計的監(jiān)控攝像頭被安裝。 由于許多監(jiān)控攝像頭一直處于打開狀態(tài),因此監(jiān)控攝像頭
2019-08-26 04:45:07
:監(jiān)控攝像頭十大品牌有哪些?一、??低旽IKVISION:中電??导瘓F(tuán)旗下,監(jiān)控設(shè)備行業(yè)知名品牌,致力于以視頻為核心的物聯(lián)網(wǎng)解決方案和數(shù)據(jù)運營服務(wù)提供商。二、霍尼韋爾安防Honeywell:隸屬于霍
2022-03-17 12:04:10
38dB的要求,更重要的是當(dāng)環(huán)境照度不足時,信噪比越高的監(jiān)控攝像頭圖像就越清晰。鏡頭的驅(qū)動方式一般選用雙驅(qū)動的,以便隨意選用DC驅(qū)動或視頻驅(qū)動的自動光圈鏡頭。  
2009-02-05 16:23:11
`福利來了,各種FPGA驅(qū)動攝像頭實例分享 工程實例與文檔下載鏈接:https://share.weiyun.com/53UnQas at7_ov7670_ColorBar 攝像頭OV7670
2018-09-03 15:04:20
`反復(fù)查閱資料,確認(rèn)Android只需要在kernel中開啟UVC支持就能正常使用該標(biāo)準(zhǔn)的攝像頭,現(xiàn)在不能使用是怎么回事呢?在多次實現(xiàn)無果后,John只要向ChipSPARK的攻城獅求助。很快,他們
2015-01-22 09:56:33
`反復(fù)查閱資料,確認(rèn)Android只需要在kernel中開啟UVC支持就能正常使用該標(biāo)準(zhǔn)的攝像頭,現(xiàn)在不能使用是怎么回事呢?在多次實現(xiàn)無果后,John只要向ChipSPARK的攻城獅求助。很快,他們
2015-02-11 18:17:10
攝像頭在長時間工作以后,紅外燈會產(chǎn)生熱量,尤其是紅外一體機,它的紅外發(fā)光LED是安裝在整個護(hù)罩內(nèi)的,而護(hù)罩的“保溫”效果一般都很好。例如50顆¢5的紅外燈板,長時間運行的話
2009-03-25 16:56:18
解決USB攝像頭所導(dǎo)致的花屏故障 也許不少人頭腦中都會簡單認(rèn)為USB接口的攝像頭,使用連接起來其實非常方便。不是嘛,只要簡單地將攝像頭的USB接口直接插入到計算機的對應(yīng)端口
2010-03-16 09:53:24
[td]編譯,運行l(wèi)inuxtv官網(wǎng)的v4l2代碼,capture 攝像頭時select超時,這怎么搞?
2022-01-14 07:02:12
編譯,運行l(wèi)inuxtv官網(wǎng)的v4l2代碼,capture 攝像頭時select超時,這怎么搞?
2021-12-31 06:12:22
重慶回收手機攝像頭重慶收購手機攝像頭,深圳收購手機攝像頭,深圳帝歐電子專業(yè)多年回收電子,趙生***,QQ:764029970//1816233102,mail:dealic@163.com,回收手機
2021-03-10 17:40:36
powerPC體系結(jié)構(gòu)。(2) 高薪招聘:攝像頭技術(shù)或工藝工程師(10-30w左右)工作職責(zé):1. &
2010-10-01 14:40:40
斑梨電子 樹莓派攝像頭自動對焦1600萬像素IMX519高清攝像頭模塊1600萬像素高清攝像頭樹莓派自動對焦IMX519攝像頭模塊1600 萬像素,自動對焦,78.5°視場角產(chǎn)品參數(shù)感光
2022-07-30 15:31:55
介紹一種高速高質(zhì)量的嵌入式攝像頭傳輸技術(shù)—— Quick Capture 技術(shù);詳細(xì)敘述其設(shè)計思想和工作流程, 并用可編程邏輯器件Bulverde 板卡予以實現(xiàn)。
2009-05-18 13:32:4916
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