CN110855894B - 图像数据采集方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种图像数据采集方法和装置，属于物流***技术领域，包括：将线阵相机产生的图像数据做串并转换；将串并转换后的图像数据进行第一级缓存转换，得到第一图像数据；将所述第一图像数据进行第二级缓存转换，得到第二图像数据。解决了现有技术中工业相机运行的稳定性较差功耗较高的问题，达到了可以提高工业相机运行的稳定性降低功耗的效果。具体的，通过采用96bit的宽数据，同时采用两倍于工业相机的时钟频率的时钟同步接收，保证了相机的稳定性，降低功耗进而降低相机的散热使得散热满足需求的效果。

Description

图像数据采集方法和装置
技术领域
本申请涉及图像数据采集方法和装置，属于物流***技术领域。
背景技术
目前国内现有的物流分拣***中大都采用5面阵扫描的面阵工业相机，工人在向输送包裹的小车上放包裹时需要确保包裹单不能朝下，否则就无法被面阵工业相机拍到，这就降低了工人的工作效率。如果能够利用底面两个小车间隙处使用线阵相机扫描拍照，这样就可以进行六面阵码，从而大大提高包裹分拣的效率。这时线阵工业相机就要保证扫描生成的图像具有足够大的视野范围(小车宽度1.10m以上)和足够高的分辨率(一般要求180DPI以上)才能拍到并正常识别出包裹单上的条形码，而线阵工业相机所采用的非接触式sensor的有效扫描长度一般较短(IT-K1-08240线阵sensor不足0.06m)，这就要求通过透镜将非接触式sensor有效扫描长度放大足够大的倍数。
然而，现有的工业相机的稳定性较差，功耗较高。
发明内容
本申请提供了一种图像数据采集方法和装置，可以解决现有方案中工业相机运行的稳定性较差功耗较高的问题。本申请提供如下技术方案：
第一方面，提供了一种图像数据采集方法和装置，所述方法包括：
将线阵相机产生的图像数据做串并转换；
将串并转换后的图像数据进行第一级缓存转换，得到第一图像数据；
将所述第一图像数据进行第二级缓存转换，得到第二图像数据。
可选的，所述将串并转换后的图像数据进行第一级缓存转换，得到第一图像数据，包括：
对于串并转换输出的奇数行数据和偶数行数据，依次写入至缓存中，得到所述第一图像数据。
可选的，所述对于串并转换输出的奇数行数据和偶数行数据，依次写入至缓存中，得到所述第一图像数据，包括：
将奇数行的16个通道的n位数据依次存储在16个u_ram_row_o中；
将偶数行的16个通道的n位数据依次存储在16个u_ram_row_e中。
可选的，所述u_ram_row_o和所述u_ram_row_e的写深度为516个12bit，其中，包括515个有效像素和一个12bit的无效数据。
可选的，所述将所述第一图像数据进行第二级缓存转换，得到第二图像数据，包括：
在向16个u_ram_row_e中写数据的同时，以读时钟从地址0开始从上一行已写入数据的16个u_ram_row_o中同时并行读取48bit宽的图像数据，以写时钟将读取到的图像数据写入至sec_ram_o_inst。
可选的，所述将所述第一图像数据进行第二级缓存转换，得到第二图像数据，还包括：
在向16个u_ram_row_o中写数据的同时，以读时钟同时以地址0开始从16个u_ram_row_e中同时并行读取48bit宽的图像数据，以写时钟将读取到的图像数据写入至sec_ram_e_inst。
可选的，所述sec_ram_o_inst或者所述sec_ram_e_inst的写深度为2060个48bit。
可选的，所述方法还包括：
在得到第二图像数据之后，将所述u_ram_row_o和所述u_ram_row_e中每行中每个通道最后多写入的第516个12bit的无效数据删除。
可选的，在将12bit的无效数据删除之后，将每一行中的各个像素点的灰度值进行重组。
可选的，所述将每一行中的各个像素点的灰度值进行重组，包括：
在第i个时钟上升沿处输出16个像素点的像素值，i为0到515的整数，且每个像素点的像素值为8bit；
在第516个时钟上升沿处添加16个无效像素点的像素值。
第二方面，提供了一种图像数据采集装置，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行至少一条程序指令以实现如第一方面所述的方法。
第三方面，提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如第一方面所述的方法。
本申请的有益效果在于：
通过将工业相机采集到的图像做第一级缓存转换和第二级缓存转换，进而得到第二图像数据，解决了现有技术中工业相机运行的稳定性较差功耗较高的问题，达到了可以提高工业相机运行的稳定性降低功耗的效果。具体的，通过采用96bit的宽数据，同时采用两倍于工业相机的时钟频率的时钟同步接收，保证了相机的稳定性，降低功耗进而降低相机的散热使得散热满足需求的效果。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明所述的图像数据采集方法的方法流程图；
图2为本发明所述的对采集到的图像数据做串并转换的示意图；
图3为本发明实施例提供的将偶数行数据进行写入的示意图；
图4为本发明实施例提供的第二级缓存接口的示意图；
图5和图6为本发明实施例提供的对图像数据进行重组时输出顺序的示意图；
图7为本发明实施例提供的对图像数据进行重组的格式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的一种图像数据采集方法的方法流程图，如图1所示，所述方法包括：
步骤101，将线阵相机产生的图像数据做串并转换；
可选的，对16个通道对应的16对LVDS(Low-Voltage Differential Signaling，低电压差分信号)信号进行串并转换，最终从各通道获取12bit(位)表示的像素灰度值。
结合图2，其示出了对图像数据做串并转换的示意图。图中，DCM1(DataCommunicationModule，数据通信模块)为IBUFGDS，BUFIO(I/O端口本地时钟缓冲器)和BUFR(Global Clock Buffer，全局时钟缓冲器)的组合，IDELAY_VALUE用来设置该通道对应IDELAYE2的延迟值，每个通道均采用一个异步fifo处理跨时钟域设计，同时将每个像素点对应的灰度值由两个6bit数据转换为一个12bit数据输出。
步骤102，将串并转换后的图像数据进行第一级缓存转换，得到第一图像数据；
对于串并转换输出的奇数行数据和偶数行数据，依次写入至缓存中，得到所述第一图像数据。
将上步骤101中每个MCLK时钟周期输出的奇数行中16个通道(sensor(传感器)共4个segment，每个segment共4个通道)的12bit数据分别依次存储在16个sample dualportRAM类型的u_ram_row_o，为后面的进行12bit*4分组做准备。
类似的，将每个MCLK时钟周期输出的偶数行中16个通道(sensor共4个segment，每个segment共4个通道)的12bit数据分别依次存储在16个sample dual portRAM类型的u_ram_row_e中，为后面的进行12bit*4分组做准备。
其中，每个u_ram_row_o和u_ram_row_e的写深度为516个12bit。该516个12bit数据由515个12bit的activepixels和1个12bit的无效数据dark，这个12bit的无效数据仅为凑够4的整数倍，也即每个通道只有515个有效像素点。
比如，请参考图3，其示出了对偶数行进行存储时的示意图。
步骤103，将所述第一图像数据进行第二级缓存转换，得到第二图像数据。
当向上面步骤102中16个u_ram_row_e写图像数据的同时，请参考图4，以pix_clk_x4(160MHz)的读时钟同时以地址0开始从上一行已写入数据的16个u_ram_row_o中同时并行读取48bit宽的图像数据，以pix_clk_x4(160MHz)的写时钟将data1[47:0]写入至sampledualport RAM类型的sec_ram_o_inst的地址sec_ram_o_wr_addr[11:0]；每个sec_ram_o_inst的写深度为2060个48bit，即一整奇数行像素点的个数。
类似的，当向上面步骤102中16个u_ram_row_o写图像数据的同时，以pix_clk_x4(160MHz)的读时钟同时以地址0开始从16个u_ram_row_e中同时并行读取48bit宽的图像数据，以pix_clk_x4(160MHz)的写时钟将data1[47:0]写入至sample dualport RAM类型的sec_ram_e_inst的地址
sec_ram_e_wr_addr[11:0]；其中，每个sec_ram_e_inst的写深度为2060个48bit，即一整奇数行像素点的个数。
需要说明的是，在将数据写入sec_ram_o_inst或者sec_ram_e_inst之前，还可以对读取到的数据进行转换。比如，将从各个通道对应的u_ram_row_e中读取12bits*4数据row_e_rdata[47:0]对应的8bits地址，向sec_ram_e_inst中写入数据转换后的data1[47:0]对应的地址转换后的12bit地址。
在执行上述数据写入之后，将所述u_ram_row_o和所述u_ram_row_e中每行中每个通道最后多写入的第516个12bitdark数据删除。同时，将一行中的各个像素点的灰度值进行重组。可选的，请参考图5所示，4个segment(每个segment有4个channel)在第1个时钟上升沿处(记作t1时刻)同时输出16个像素点的像素值(每个像素值8bit)；4个segment(每个segment有4个channel)在第2个时钟上升沿处(记作t2时刻)同时输出16个像素点的像素值(每个像素值8bit),第t2个像素周期,……,4个segment(每个segment有4个channel)在第515个时钟上升沿处(记作t515时刻)同时输出16个像素点的像素值(每个像素值8bit)；为了方便后面各个segment中的各个通道(channel)以4个像素点进行输出转换，在第516个时钟上升沿处(记作t516时刻)添加了无效像素点的像素值，如图5所示，转换后要丢弃这些无效像素点的像素值，重组后的各个像素点的输出顺序请见图7。请参考图6、表1和表2，其示出了在数据重组时的具体转换过程，本实施例在此不再赘述。
Figure GDA0002737680660000061
Figure GDA0002737680660000071
Figure GDA0002737680660000081
Figure GDA0002737680660000091
Figure GDA0002737680660000101
表1
Figure GDA0002737680660000102
Figure GDA0002737680660000111
Figure GDA0002737680660000121
Figure GDA0002737680660000131
Figure GDA0002737680660000141
表2
当需要做图像输出时，使用时钟pix_clk_x2(80MHz)按顺序依次从两个sec_ram_o和sec_ram_e中读取96bit宽度的图像数据输出。
综上所述，通过将工业相机采集到的图像做第一级缓存转换和第二级缓存转换，进而得到第二图像数据，解决了现有技术中工业相机运行的稳定性较差功耗较高的问题，达到了可以提高工业相机运行的稳定性降低功耗的效果。具体的，通过采用96bit的宽数据，同时采用两倍于工业相机的时钟频率的时钟同步接收，保证了相机的稳定性，降低功耗进而降低相机的散热使得散热满足需求的效果。
本实施例还提供了一种图像数据采集装置，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行至少一条程序指令以实现上述所述的方法。
本实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现上述所述的方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种图像数据采集方法，其特征在于，所述方法包括：
将线阵相机产生的图像数据做串并转换；
将串并转换后的图像数据进行第一级缓存转换，得到第一图像数据；
将所述第一图像数据进行第二级缓存转换，得到第二图像数据；
所述将串并转换后的图像数据进行第一级缓存转换，得到第一图像数据，包括：
对于串并转换输出的奇数行数据和偶数行数据，依次写入至缓存中，得到所述第一图像数据；
所述对于串并转换输出的奇数行数据和偶数行数据，依次写入至缓存中，得到所述第一图像数据，包括：
将奇数行的16个通道的n位数据依次存储在16个u_ram_row_o中；
将偶数行的16个通道的n位数据依次存储在16个u_ram_row_e中；
所述将所述第一图像数据进行第二级缓存转换，得到第二图像数据，包括：
在向16个u_ram_row_e中写数据的同时，以读时钟从地址0开始从上一行已写入数据的16个u_ram_row_o中同时并行读取48bit宽的图像数据，以写时钟将读取到的图像数据写入至sec_ram_o_inst；
在向16个u_ram_row_o中写数据的同时，以读时钟同时以地址0开始从16个u_ram_row_e中同时并行读取48bit宽的图像数据，以写时钟将读取到的图像数据写入至sec_ram_e_inst。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述u_ram_row_o和所述u_ram_row_e的写深度为516个12bit，其中，包括515个有效像素和一个12bit的无效数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述sec_ram_o_inst或者所述sec_ram_e_inst的写深度为2060个48bit。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在得到第二图像数据之后，将所述u_ram_row_o和所述u_ram_row_e中每行中每个通道最后多写入的第516个12bit的无效数据删除。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
在将12bit的无效数据删除之后，将每一行中的各个像素点的灰度值进行重组。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将每一行中的各个像素点的灰度值进行重组，包括：
在第i个时钟上升沿处输出16个像素点的像素值，i为0到515的整数，且每个像素点的像素值为8bit；
在第516个时钟上升沿处添加16个无效像素点的像素值。
7.一种图像数据采集装置，其特征在于，所述装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行至少一条程序指令以实现如权利要求1至6任一所述的方法。
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