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CN101409767A - 图像处理设备和图像捕获方法 - Google Patents

图像处理设备和图像捕获方法 Download PDF

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CN101409767A
CN101409767A CNA2008101799393A CN200810179939A CN101409767A CN 101409767 A CN101409767 A CN 101409767A CN A2008101799393 A CNA2008101799393 A CN A2008101799393A CN 200810179939 A CN200810179939 A CN 200810179939A CN 101409767 A CN101409767 A CN 101409767A
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Abstract

提供了一种能够减少联合图片编码专家组(JPEG)图像捕获时间的图像处理设备、以及一种通过使用该图像处理设备来减少JPEG图像捕获时间的方法和在该图像处理设备中使用的多媒体应用处理器(MAP)。所述图像处理设备包括：后端单元，用于从基带单元接收捕获联合图片编码专家组(JPEG)图像的指令，通过使用视频缓冲器和视频控制器来生成用于生成图像的数据，并且向基带单元转移用于生成图像的数据；基带单元，用于从后端单元接收用于生成图像的数据并向显示单元转移所述数据作为显示信息；以及显示单元，用于从基带单元接收显示信息并且显示所述显示信息。

Description

图像处理设备和图像捕获方法
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2007年8月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号为10-2007-0079703的优先权，在此通过引用合并其公开的全部内容。
技术领域
本发明涉及一种图像处理设备和由所述图像处理设备使用的控制方法，且具体地，涉及一种用于在手持终端(hand terminal)中使用的嵌入式系统中捕获联合图片编码专家组(JPEG：joint photographic coding experts group)图像的图像处理设备、以及由所述图像处理设备执行的JPEG图像捕获方法。
背景技术
随着电子部件已变得高灵敏、小型化、以及轻质量，诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)等等的手持终端近来已变得更加小巧。同样地，手持终端除了提供简单的通信功能之外，还提供用于满足用户需求并增加用户方便的各种附加功能。例如，手持终端具有允许用户收听无线电、观看电视节目、以及播放MPEG-1音频层3(MP3)文件的功能。具体地，具有照相机功能的照相机电话(camera phone)广泛普及。
照相机电话可以经由嵌入式或可拆卸的照相机传感器(camera sensor)来捕获图像。照相机传感器中的像素数目已经增加，并且图像质量已经大大改善。
通常，照相机的图像信号处理器(ISP；以下“ISP”指的是具有照相机传感器的照相机的ISP)将由照相机传感器检测的物体的图像转换为可以被转换到联合图片编码专家组(JPEG)数据的图像信号；在手持终端的后端(backend)单元存储图像信号；响应于从基带单元的移动站调制解调器(MSM)接收的用于捕获JPEG图像的指令来将所述图像信号编码为JPEG数据；并且存储所述JPEG数据。
图1A是由传统的图像处理设备执行的JPEG图像捕获处理的数据流方框图。传统的图像处理设备是执行多媒体功能的手持终端的图像处理设备。
参考图1A，传统的图像处理设备包括：捕获图像并将所捕获的主题图像转换为图像信号的ISP 10；具有包括编解码器、和接收并临时存储来自ISP 10的图像信号的缓冲器的各种应用软件的后端单元20；处理各种类型的输入/输出数据并对信号进行调制的基带单元30；以及显示处理后的数据(具体地，图像数据)的显示单元40。
由传统的图像处理设备执行的JPEG图像捕获处理包括：将从ISP 10接收的图像信号编码为待显示的JPEG数据、RGB数据以及JPEG缩略图(thumbnail)数据，以及读取编码后的数据。完成JPEG捕获处理需要的时间称为JPEG图像捕获时间。
现在将简要地描述由传统的图像处理设备执行的JPEG捕获处理。如果后端单元20从ISP 10接收到亮度和色度信号YCbCr数据，则基带单元30的MSM向后端单元20发送指令以捕获JPEG图像。后端单元20响应于捕获JPEG图像的指令使用JPEG编解码器将YCbCr数据编码为JPEG数据，并向基带单元30的MSM转移JPEG数据。基带单元30的MSM将调整JPEG数据大小的指令转移到后端单元20以便生成JPEG缩略图数据。后端单元20响应于调整JPEG数据大小的指令生成JPEG缩略图数据，并向基带单元30的MSM转移JPEG缩略图数据。基带单元30的MSM将生成RGB数据的指令转移到后端单元20以便在显示单元40上显示JPEG数据。后端单元20解码JPEG数据，将JPEG数据转换为RGB数据，并且将RGB数据转移到基带单元30的MSM。MCLK表示主时钟信号。PCLK表示像素时钟信号。
传统的图像处理设备执行复杂的JPEG图像捕获处理，这导致了冗长的JPEG捕获时间。
图1B是在图1A所示的传统的图像处理设备中执行JPEG图像捕获处理需要的JPEG图像捕获时间的表格。在所述表格中包括的JPEG图像捕获处理数字与图1A所示的箭头上的数字对应。
参考图1B，传统的图象处理设备需要花费大约550毫秒来将YCbCr数据编码为JPEG数据并读取所述JPEG数据。需要花费大约450毫秒来生成并且读取JPEG缩略图数据。需要花费大约450毫秒来生成并读取所述RGB数据。因此，需要花费大约1，450毫秒来完整地执行JPEG图像捕获处理，这是非常耗时的。
发明内容
本发明提供了一种能够减少联合图片编码专家组(JPEG)图像捕获时间的图像处理设备、以及一种通过使用该图像处理设备来减少JPEG图像捕获时间的方法和在该图像处理设备中使用的多媒体应用处理器(MAP)。
根据本发明的一个方面，提供了一种图像处理设备包括：后端单元，用于从基带单元接收捕获联合图片编码专家组(JPEG)图像的指令，通过使用视频缓冲器和视频控制器来生成用于生成图像的数据，并且向基带单元转移用于生成图像的数据；基带单元，用于从后端单元接收用于生成图像的数据并向显示单元转移所述数据作为显示信息；显示单元，用于从基带单元接收显示信息并且显示所述显示信息。
用于生成图像的数据可以包括JPEG数据、JPEG缩略图数据、和RGB数据，其中所述显示信息是RGB数据或JPEG缩略图数据，视频缓冲器可以存储从图像信号处理器(ISP)接收的亮度和色度信号YCbCr数据，并且从ISP接收的图像数据可以由预览缩放器进行缩放(scale)并且存储在视频缓冲器中作为YCbCr数据，并同时存储在后端单元的压缩数据缓冲器中作为已经利用位图(BMP)缩放器进行缩放和利用JPEG编解码器进行编码的JPEG数据。
可以响应于捕获JPEG图像的指令，将在视频缓冲器中存储的YCbCr数据转换为RGB数据，而且可以响应于捕获JPEG图像的指令，将在视频缓冲器中存储的YCbCr数据划分为Y、Cb、和Cr信号，并通过JPEG编解码器编码为JPEG缩略图数据。
JPEG图像捕获时间指的是开始于当转移YCbCr数据时、基带单元从ISP读取RGB数据需要的时间。与不使用视频缓冲器的图像处理设备相比，在视频缓冲器中存储的YCbCr数据使得JPEG图像捕获时间能够减少至少15％以上。
图像处理设备可以是包括移动通信终端、个人数字助理(PDA)、和便携式多媒体播放器(PMP)的手持终端的嵌入式系统。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于与ISP和基带处理器传送/接收数据的多媒体应用处理器(MAP)，所述MAP包括：视频缓冲器，用于存储从ISP接收的亮度和色度信号YCbCr数据；以及视频控制器，用于控制在视频缓冲器中存储的YCbCr数据的输入/输出，其中视频控制器通过访问视频缓冲器、响应于从基带单元接收的捕获JPEG图像的指令，来控制将要用于基带单元的显示信息的图像生成数据向基带单元的传送。
图像生成数据可以包括JPEG数据、JPEG缩略图数据、或RGB数据，其中通过转换在视频缓冲器中存储的YCbCr数据来生成RGB数据，其中通过将在视频缓冲器中存储的YCbCr数据划分为Y、Cb、和Cr数据并且通过JPEG编解码器对Y、Cb、和Cr数据进行编码，来生成JPEG缩略图数据。
所述MAP可以是在包括移动通信终端、PDA、以及PMP的手持终端的后端单元中使用的AP。
根据本发明的另一方面，提供了一种由图像处理设备使用的JPEG图像捕获方法，所述方法包括：从ISP接收YCbCr数据；在后端单元的视频缓冲器中存储YCbCr数据；从(移动站调制解调器)MSM接收捕获JPEG图像的指令并生成(编码)用于生成图像的数据；以及读取用于生成图像的数据以便在显示单元上显示数据。
用于生成图像的数据可以包括JPEG数据、JPEG缩略图数据、或RGB数据，其中在视频缓冲器中存储的YCbCr数据是由预览缩放器缩放的从ISP接收的图像数据，而JPEG数据是由BMP缩放器和JPEG编解码器缩放和压缩的从ISP接收的图像数据，并且其中使用在视频缓冲器中存储的YCbCr数据来生成RGB数据和JPEG缩略图数据。
通过转换YCbCr数据来生成所述RGB数据，其中通过将在视频缓冲器中存储的YCbCr数据划分为Y、Cb、和Cr数据并通过JPEG编解码器对Y、Cb、和Cr数据进行编码，来生成JPEG缩略图数据。在视频缓冲器中存储的YCbCr数据用于生成RGB数据和JPEG缩略图数据，从而与不使用视频缓冲器的JPEG图像捕获方法相比减少JPEG图像捕获时间至少15％以上。
另一方面，当转移所读取的RGB数据时，可以向显示单元转移用于生成用户接口(U1)窗口的信号。
附图说明
通过结合附图来对本发明的示范实施例进行详细描述，本发明的以上及其它特征和优点将变得更加明显，其中：
图1A是由传统的图像处理设备执行的联合图片编码专家组(JPEG)图像捕获处理的数据流方框图；
图1B是在图1A所示的传统的图像处理设备中执行JPEG图像捕获处理需要的JPEG图像捕获时间的表格；
图2A是根据本发明实施例的减少JPEG图像捕获时间的图像处理设备的数据流方框图；
图2B是在图2A所示的图像处理设备中执行JPEG图像捕获处理需要的JPEG图像捕获时间的表格；
图3是根据本发明实施例的在视频缓冲器中存储YCbCr数据并且生成图2A所示的JPEG数据的图像处理设备的详细方框图；
图4是根据本发明实施例的通过使用图2A所示的图像处理设备中的视频缓冲器来生成RGB数据的方法的数据流方框图；
图5是根据本发明实施例的在图2A所示的图像处理设备中生成JPEG缩略图数据的方法的数据流方框图；以及
图6是图示了根据本发明实施例的在图像处理设备中捕获JPEG图像的方法的流程图。
具体实施方式
现在将结合其中示出了本发明示范实施例的附图来更加全面的描述本发明。然而，本发明可以实施为很多不同的形式并且不应该被理解为限于在这里阐述的实施例；相反地，提供这些实施例以便本发明将向本领域的普通技术人员完全地传达本发明的构思。在所述附图中，为了清楚而放大层和区域的厚度。在所述附图中同样的附图标记表示同样的元件。
图2A是根据本发明实施例的减少联合图片编码专家组(JPEG)图像捕获时间的图像处理设备的数据流方框图。图像处理设备是执行多媒体功能的手持终端的嵌入式系统。
参考图2A，图像处理设备包括：后端单元200，其包括存储从JPEG数据照相机(即，图像信号处理器(ISP)100)接收的亮度和色度信号YCbCr数据的视频缓冲器220、和控制在视频缓冲器220存储的YCbCr数据的输入/输出的视频缓冲器控制器240；基带单元300，其包括调制信号的基带模拟(BBA)单元340、和执行包括图像处理的数据处理功能的移动站调制解调器(MSM)320；以及显示单元400，其显示由MSM 320处理的图像信号。显示单元400可以是液晶显示器(LCD)。MCLK表示主时钟信号。PCLK表示像素时钟信号。
本实施例的图像处理设备在视频缓冲器220中临时地存储从ISP 100接收的YCbCr数据，并通过使用所述YCbCr数据来生成将要显示的RGB数据和JPEG缩略图数据，其减少了传统上生成JPEG数据、解码JPEG数据、和生成RGB数据所花费的时间。
更详细地，后端单元200的视频缓冲器220将由ISP 100经由图像传感器检测的图像存储作为由预览缩放器(preview scaler)缩放的YCbCr数据。如果后端单元200的视频缓冲器控制器240从MSM 320接收到生成JPEG数据的指令，则按照传统方法来生成JPEG数据。同时，在视频缓冲器220中存储的YCbCr数据用于生成将要显示的RGB数据(或YCC数据)和JPEG缩略图数据。JPEG数据、RGB数据、和JPEG缩略图数据被转移到MSM 320或被读取。
在显示单元400显示RGB数据和JPEG缩略图数据之前或者之后，MSM320将JPEG数据、RGB数据、和JPEG缩略图数据转移到显示单元400并且存储在存储器单元(未示出)。
其间，当转移RGB数据、和JPEG缩略图数据时，MSM 320向显示单元400转移用于生成用户接口(U1)窗口的信号，并且显示单元400将RGB数据作为图像显示在其预定区域上。
本实施例的图像处理设备在视频缓冲器220中存储从ISP 100接收的YCbCr数据，并通过使用所述YCbCr数据来生成将要显示的RGB数据和JPEG缩略图数据，其减少了传统上生成JPEG数据、解码JPEG数据、以及生成RGB数据和JPEG缩略图数据所花费的时间，从而显著地减少JPEG图像捕获时间。
图2B是在图2A所示的图像处理设备中执行JPEG图像捕获处理需要的JPEG图像捕获时间的表格。在所述表格中包括的JPEG图像捕获处理数字与图2A所示的箭头上的数字对应。
参考图2B，在ISP 100存储了在视频缓冲器220中存储的YCbCr数据之后，如果MSM 320向后端单元200发送捕获JPEG图像的指令，则生成JPEG数据、JPEG缩略图数据、和RGB数据。更详细地，通过按照类似于传统方法的方式利用JPEG编解码器进行编码、响应于捕获JPEG图像的指令来生成JPEG数据。使用在视频缓冲器220中存储的YCbCr数据来生成JPEG缩略图数据和RGB数据。
利用捕获JPEG图像的指令几乎同时地生成JPEG数据、JPEG缩略图数据和RGB数据。生成JPEG数据、JPEG缩略图数据和RGB数据需要花费大约600毫秒，而读取它们需要花费大约200毫秒。因此，完整地执行JPEG图像捕获处理需要花费大约800毫秒，与1450毫秒的传统JPEG图像捕获时间相比，减少了超过45％的JPEG图像捕获时间。
图3是根据本发明实施例的在视频缓冲器中存储YCbCr数据并且生成图2A所示的JPEG数据的图像处理设备的详细方框图。参考图3，从互补型金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)接收的图像通过传感器接口110、图像窗口120和图像操纵器(effector)130输入到缩放器140和150。ISP 100表示为没有CIS的处理器。缩放器140和150是预览缩放器140和位图(BMP)缩放器150。输入到预览缩放器140的图像信号被缩放并且通过存储器接口280存储在视频缓冲器220中作为YCbCr数据。输入到BMP缩放器150的图像信号被缩放，临时存储在条型缓冲器(strip buffer)270中，通过JPEG编解码器250编码为JPEG数据，并且通过存储器接口280存储在压缩数据缓冲器230中。
响应于来自MSM 320的捕获JPEG图像的指令来生成JPEG数据。其间，可以在图像处理设备中包括的MPEG4编解码器260生成用于运动画面(motion picture)的MPEG4数据。
图4是根据本发明实施例的通过使用图2A所示的图像处理设备中的视频缓冲器来生成RGB数据的方法的数据流方框图。参考图4，如果转移了生成将要显示的RGB或YCC数据的指令，则通过使用后端单元200的软件将在视频缓冲器220中存储的YCbCr数据转换为RGB或YCC数据，并且存储在RGB数据缓冲器225中。与转移捕获JPEG图像的指令同时地转移生成RGB数据的指令。
图5是根据本发明实施例的在图2A所示的图像处理设备中生成JPEG缩略图数据的方法的数据流方框图。参考图5，如果转移了生成JPEG缩略图数据的指令，则将在视频缓冲器220中存储的YCbCr数据划分为Y、Cb、和Cr信号，存储在Y/Cb/Cr缓冲器227中，通过JPEG编解码器250进行编码和调整大小(resize)，并且存储在缩略图缓冲器229中作为JPEG缩略图数据。与转移捕获JPEG图像的指令同时地转移生成JPEG缩略图数据的指令。
将在缓冲器中存储的JPEG数据、RGB数据、和JPEG缩略图数据转移到MSM 320并在显示单元400上进行显示，或者存储在存储器单元中并且进行显示。
如上所述，在生成JPEG数据之前，本实施例的图像处理设备在视频缓冲器220中存储YCbCr数据，并且使用YCbCr数据生成RGB数据或JPEG缩略图数据，从而显著地减少了JPEG图像捕获时间，并相应地实现了在诸如移动电话的手持终端上的快速图像显示。
图6是图示了根据本发明实施例的在图像处理设备中捕获JPEG图像的方法的流程图。为了描述方便，所述流程图指的是图2A所示的图像处理设备。
参考图6，在操作S100中，ISP 100将YCbCr数据输入到后端单元200。在操作S200中，在后端单元200的视频缓冲器220中存储YCbCr数据。由预览缩放器缩放YCbCr数据。在操作S300中，基带单元300的MSM 320将捕获JPEG图像的指令转移到后端单元200。与RGB数据以及JPEG缩略图数据同时地转移捕获JPEG图像的指令。
在操作S400中，响应于捕获JPEG图像的指令生成JPEG数据、RGB数据、以及JPEG缩略图数据。更详细地，将由BMP缩放器缩放的YCbCr数据通过JPEG编解码器编码为JPEG数据，并通过转换在视频缓冲器220中存储的YCbCr数据来生成RGB数据。将在视频缓冲器220中存储的YCbCr数据划分为Y、Cb、和Cr数据，通过JPEG编解码器进行编码和调整大小，并且存储为JPEG缩略图数据。
在操作S500中，将JPEG数据、RGB数据、和JPEG缩略图数据中的每一个转移并读取到MSM 320。将JPEG数据、RGB数据、和JPEG缩略图数据中的每一个显示在显示单元400上或存储在存储器中以便稍后进行显示。
能够减少JPEG图像捕获时间的图像处理设备、和由本发明图像处理设备使用的JPEG图像捕获方法在生成JPEG数据之前，通过使用视频缓冲器来存储YCbCr数据，并通过使用YCbCr数据来生成RGB数据或JPEG缩略图数据，从而显著地减少了JPEG图像捕获时间，并相应地在诸如移动电话的手持终端上快速显示诸如照片的图像。
尽管已经参考本发明的示范实施例而具体示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员将理解，可以在其中做出形式和细节上的各种的改变，而不脱离由以下权利要求所限定的本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种图像处理设备包括：
后端单元，用于
从基带单元接收捕获联合图片编码专家组(JPEG)图像的指令，使用视频缓冲器和视频控制器生成用于生成图像的第一数据，并且向基带单元转移第一数据；
基带单元，用于从后端单元接收第一数据并且向显示单元转移第一数据作为显示信息；以及
显示单元，用于从基带单元接收显示信息并且显示所述显示信息。
2.根据权利要求1的设备，其中所述视频缓冲器存储作为从图像信号处理器(ISP)接收的YCbCr数据的第二数据。
3.根据权利要求2的设备，其中
在被存储在视频缓冲器之前，通过预览缩放器缩放所述第二数据，并且
将所述第二数据同时转换为第三数据并存储在后端单元的压缩数据缓冲器中，其中通过利用BMP缩放器进行缩放和利用JPEG编解码器进行编码来将第二数据转换为第三数据。
4.根据权利要求2的设备，其中响应于捕获JPEG图像的指令，将在视频缓冲器中存储的第二数据转换为RGB数据。
5.根据权利要求2的设备，其中将在视频缓冲器中存储的第二数据划分为Y、Cb、和Cr信号，并且编码为JPEG缩略图数据。
6.根据权利要求1的设备，其中所述第一数据包括JPEG数据、JPEG缩略图数据、或RGB数据，
其中显示信息包括RGB数据或JPEG缩略图数据。
7.一种用于与ISP和基带单元通信的多媒体应用处理器(MAP)，所述MAP包括：
视频缓冲器，用于存储从ISP接收的YCbCr数据的；和
视频控制器，用于控制视频缓冲器的访问，
其中视频控制器通过访问视频缓冲器、响应于从基带单元接收的指令来控制图像生成数据向基带单元的传送。
8.根据权利要求7的MAP，其中所述图像生成数据包括JPEG数据、JPEG缩略图数据、或RGB数据，
其中通过转换在视频缓冲器中存储的YCbCr数据来生成RGB数据，并且
其中通过将在视频缓冲器中存储的YCbCr数据划分为Y、Cb、和Cr数据、并使用JPEG编解码器对Y、Cb、和Cr数据进行编码，来生成JPEG缩略图数据。
9.根据权利要求7的MAP，其中在将从ISP接收的YCbCr数据存储在视频缓冲器之前，通过预览缩放器对其进行缩放，并且
将所述YCbCr数据同时转换为JPEG数据并存储在MAP的压缩数据缓冲器中，其中通过利用BMP缩放器进行缩放和利用JPEG编解码器进行编码来将YCbCr数据转换为JPEG数据。
10.一种由图像处理设备使用的JPEG图像捕获方法，所述方法包括：
从ISP接收YCbCr数据；
在后端单元的视频缓冲器中存储YCbCr数据；
从(移动站调制解调器)MSM接收捕获JPEG图像的指令；
根据在视频缓冲器中存储的YCbCr数据生成用于生成图像的第四数据；并且
读取第四数据以在显示单元上显示所述图像。
11.根据权利要求10的方法，其中所述第四数据包括JPEG数据、JPEG缩略图数据、或RGB数据，
其中在视频缓冲器中存储的YCbCr数据是由预览缩放器缩放的、从ISP接收的数据，并且
所述JPEG数据是由BMP缩放器缩放的并由JPEG编解码器编码的、从ISP接收的数据。
12.根据权利要求10的方法，其中所述第四数据包括JPEG数据、JPEG缩略图数据、或RGB数据，
其中使用在视频缓冲器中存储的YCbCr数据来生成RGB数据和JPEG缩略图数据。
13.根据权利要求12的方法，其中通过转换在视频缓冲器中存储的YCbCr数据来生成RGB数据，并且
其中通过将所述YCbCr数据划分为Y、Cb、和Cr数据、并使用JPEG编解码器对Y、Cb、和Cr数据进行编码，来生成JPEG缩略图数据。
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