DE102019219142A1 - Method for transmitting an image data stream - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Übertragen eines Bilddatenstroms (4) von einer Kamera (1) an eine Bildverarbeitungsvorrichtung (2), wobei die Kamera (1) den Bilddatenstrom (4) als Kameraausgangsdaten zur Verfügung stellt, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung (2) eine Standardschnittstelle verwendet, wobei das Verfahren einen Datenaufbereitungsprozess (S1) umfasst, während welches die Kameraausgangsdaten derart aufbereitet werden, dass der Bilddatenstrom (4) nach dem Datenaufbereitungsprozess (S1) mit der Standardschnittstelle kompatibel ist, wird der Bilddatenstrom (4) während des Datenaufbereitungsprozesses (S1) in eine Form gebracht, in welcher Bilddaten des Bilddatenstroms (4) nach Helligkeitsinformationen und Farbinformationen getrennt vorliegen.In a method for transmitting an image data stream (4) from a camera (1) to an image processing device (2), the camera (1) making the image data stream (4) available as camera output data, the image processing device (2) using a standard interface, wherein the method comprises a data preparation process (S1), during which the camera output data are prepared in such a way that the image data stream (4) is compatible with the standard interface after the data preparation process (S1) Form, in which image data of the image data stream (4) are separated according to brightness information and color information.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen eines Bilddatenstroms nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein System zum Übertragen und/oder Aufbereiten eines Bilddatenstroms, ein Fahrzeug, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium nach den nebengeordneten Ansprüchen.The invention relates to a method for transmitting an image data stream according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
In Fahrerassistenzsystemen (sogenannten Advanced Driver Assistance Systems, abgekürzt ADAS) und Umfeld-Erfassungssystemen für autonomes Fahren (sogenanntes Autonomous Driving, abgekürzt AD) kommen typischerweise Kameras zum Einsatz, die ihre Bilder über Hochgeschwindigkeitsschnittstellen übertragen. Sender- und Empfängerbausteine für diese Hochgeschwindigkeitsschnittstellen verwenden als Standardschnittstelle zum Beispiel häufig die Kameraschnittstelle CSI-2 am Eingang oder Ausgang.In driver assistance systems (so-called Advanced Driver Assistance Systems, abbreviated ADAS) and environment detection systems for autonomous driving (so-called Autonomous Driving, abbreviated AD), cameras are typically used that transmit their images via high-speed interfaces. Transmitter and receiver modules for these high-speed interfaces often use, for example, the CSI-2 camera interface at the entrance or exit as the standard interface.
Die heute typischerweise benutzten Kameraschnittstellenstandards, wie zum Beispiel CSI-2, unterstützen vorwiegend Bilddatenformate, die für Bilder entwickelt wurden, die zum Darstellen und Betrachten übertragen werden. Kameras für ADAS und AD erzeugen jedoch typischerweise Bilder, die nicht zum Darstellen oder Betrachten gedacht sind, sondern die von Algorithmen ausgewertet werden sollen. Die Anforderungen an die Datenformate dieser Bilder unterscheiden sich wesentlich von dem, was derzeit in den typischen Kameraschnittstellenstandards, wie zum Beispiel im CSI-2-Standard, unterstützt wird. ADAS- und AD-Kameras sollen insbesondere einen hohen Kontrast über einen grossen Dynamikbereich ausgeben. Farbinformationen werden ebenfalls gebraucht, um zum Beispiel Farben von Verkehrszeichen zu erkennen. Die Farbinformationen dürfen jedoch mit deutlich geringerer Auflösung vorliegen, als die Kontrastinformationen. Sehr häufig werden Helligkeit und Farbe von Bildern von Bildverarbeitungsalgorithmen bei ADAS- und AD-Anwendungen auch getrennt ausgewertet.The camera interface standards typically used today, such as CSI-2, primarily support image data formats that were developed for images that are transmitted for display and viewing. However, cameras for ADAS and AD typically generate images that are not intended for display or viewing, but that are to be evaluated by algorithms. The requirements for the data formats of these images differ significantly from what is currently supported in the typical camera interface standards, such as the CSI-2 standard. ADAS and AD cameras should in particular output a high contrast over a large dynamic range. Color information is also needed, for example to recognize the colors of traffic signs. However, the color information may be available with a significantly lower resolution than the contrast information. Very often, the brightness and color of images are also evaluated separately by image processing algorithms in ADAS and AD applications.
Dementsprechend bietet es sich an, für ADAS- und AD-Anwendungen Datenformate zu verwenden, bei denen die Helligkeit (Luminanz) und die Farbkomponenten (Chrominanz) getrennt abgespeichert werden. Ein mögliches solches Bilddatenformat ist das YUV-Format, bei dem im Y-Wert eine Luminanz und in den U- und V- Werten jeweils eine Chrominanz gespeichert wird.Accordingly, it is advisable to use data formats for ADAS and AD applications in which the brightness (luminance) and the color components (chrominance) are stored separately. One possible such image data format is the YUV format, in which a luminance is stored in the Y value and a chrominance is stored in each of the U and V values.
Gängige Kamera-Schnittstellenstandards, wie zum Beispiel CSI-2, unterstützen jedoch nur YUV-Formate mit 8 Bit und 10 Bit für Luminanz und Chrominanz. Nicht unterstützte Datenformate können zwar in sogenannte „Userdefined“ Daten-Formate gepackt und so standardgerecht übertragen werden. Problematisch dabei ist, dass dieses Vorgehen dazu führen kann, dass an den Video-Eingängen von Bildverarbeitungsprozessoren Daten ankommen, welche nicht effizient gespeichert und weiterverarbeitet werden können, beispielsweise weil die ankommenden Bilddaten teilweise zerstückelt bei den Bildverarbeitungsprozessoren ankommen. Insbesondere bieten Bildverarbeitungsprozessoren typischerweise unterschiedliche Bildvorverarbeitungsfunktionen oder auch sogenannte DMAs (Direct Memory Access) an, um Bilddaten zu bearbeiten und effizient in den Speicher der Bildverarbeitungsprozessoren zu übertragen. Diese Funktionen können nur genutzt werden, wenn die Daten, die bei den Bildverarbeitungsprozessoren ankommen, den unterstützten Standards genügen. Werden beispielsweise YUV-Daten in Userdefined-Formate gepackt, so können diese Daten von den Videoeingängen der Bildverarbeitungsprozessoren nicht unbedingt effizient verarbeitet und nicht unbedingt auf einfache Weise in einer passenden Struktur in den Speicher übertragen werden.Common camera interface standards such as CSI-2, however, only support YUV formats with 8 bit and 10 bit for luminance and chrominance. Unsupported data formats can be packed into so-called "user-defined" data formats and thus transmitted in accordance with standards. The problem with this is that this procedure can lead to data arriving at the video inputs of image processing processors which cannot be efficiently stored and further processed, for example because the incoming image data arrive at the image processing processors partially fragmented. In particular, image processing processors typically offer different image preprocessing functions or also so-called DMAs (Direct Memory Access) in order to process image data and efficiently transfer them to the memory of the image processing processors. These functions can only be used if the data arriving at the image processing processors meet the standards supported. If, for example, YUV data are packed in user-defined formats, these data cannot necessarily be efficiently processed by the video inputs of the image processing processors and cannot necessarily be easily transferred to the memory in a suitable structure.
Beim bekannten Stand der Technik ist es also unter anderem problematisch, Bilddaten für ADAS-Anwendungen und AD-Anwendungen derart zu übertragen, dass bestimmte Funktionen von Bildverarbeitungsprozessoren effizient genutzt werden können.In the known prior art, it is therefore problematic, inter alia, to transmit image data for ADAS applications and AD applications in such a way that certain functions can be used efficiently by image processing processors.
Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral description of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beheben oder zumindest zu vermindern.The object of the invention is to eliminate or at least reduce the disadvantages of the prior art.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Übertragen eines Bilddatenstroms von einer Kamera an eine Bildverarbeitungsvorrichtung, wobei die Kamera den Bilddatenstrom als Kameraausgangsdaten zur Verfügung stellt, wobei die Bildbearbeitungsvorrichtung eine Standardschnittstelle verwendet, wobei das Verfahren einen Datenaufbereitungsprozess umfasst, während welches die Kameraausgangsdaten derart aufbereitet werden, dass der Bilddatenstrom nach dem Datenaufbereitungsprozess mit der Standardschnittstelle kompatibel ist, wobei der Bilddatenstrom während des Datenaufbereitungsprozesses in eine Form gebracht wird, in welcher Bilddaten des Bilddatenstroms nach Helligkeitsinformationen und Farbinformationen getrennt vorliegen.The object is achieved by a method for transmitting an image data stream from a camera to an image processing device, the camera making the image data stream available as camera output data, the image processing device using a standard interface, the method comprising a data processing process during which the camera output data are processed in this way that the image data stream is compatible with the standard interface after the data preparation process, wherein the image data stream is brought into a form during the data preparation process in which image data of the image data stream are separated according to brightness information and color information.
Die Kamera ist dabei typischerweise eine Kamera für eine ADAS-Anwendung und/oder eine AD-Anwendung. Die Bildverarbeitungsvorrichtung ist dabei typischerweise ein Bildverarbeitungsprozessor oder eine Steuereinheit oder ganz allgemein ein technisches System, welches geeignet ist, digitale Bilder zu verarbeiten. Unter einem Bilddatenstrom ist dabei ganz allgemein ein Datenstrom zu verstehen, welcher eine Menge von Bits umfasst, welche in unterschiedlichen Datenformaten organisiert sein können, wobei typischerweise jeweils mehrere Bits einen oder mehrere Pixel eines bestimmten Bilds kodieren. Wichtig dabei ist, dass der Bilddatenstrom, so wie dieser Begriff hier benutzt wird, seine Gestalt ändern kann. Beispielsweise können die Datenformate, in welchen die einzelnen Bits des Bilddatenstroms organisiert sind, im Verlauf des Verfahrens in andere Datenformate umorganisiert beziehungsweise umgepackt werden. Unter Kameraausgangsdaten sind dabei Daten in bestimmten Datenformaten zu verstehen, die die Kamera beziehungsweise ein Kamerakopf ausgibt. Unter einer Standardschnittstelle ist dabei ganz allgemein eine Schnittstelle zu verstehen, welche die Anforderungen eines bestimmten informationstechnischen Standards erfüllt. Ein Beispiel für einen solchen Standard ist CSI-2. Unter einem Datenaufbereitungsprozess ist dabei ein Prozess zu verstehen, welcher an irgendeiner Stelle im Verfahren ausgeführt wird, welcher typischerweise mehrere Schritte umfasst, und während welchem ganz allgemein Umformatierungen und/oder Reorganisationen des Bilddatenstroms erfolgen können und/oder tatsächlich erfolgen. Unter dem Ausdruck „mit der Standardschnittstelle kompatibel“ ist dabei typischerweise zu verstehen, dass der Bilddatenstrom Bilddaten umfasst, welche ausschliesslich Datenformate haben, welche mit der Standardschnittstelle kompatibel sind. Bei typischen Ausführungsformen besteht der Bilddatenstrom nach dem Datenaufbereitungsprozess ausschliesslich aus Bilddaten, welche Datenformate haben, welche im Standard der Standardschnittstelle vorgesehen sind.The camera is typically a camera for an ADAS application and / or an AD application. The image processing device is typically an image processor or a control unit or, in general, a technical system that is suitable for processing digital images. In this context, an image data stream is to be understood quite generally as a data stream which comprises a set of bits which can be organized in different data formats, with several bits typically each coding one or more pixels of a specific image. It is important that the image data stream, as this term is used here, can change its shape. For example, the data formats in which the individual bits of the image data stream are organized can be reorganized or repacked into other data formats in the course of the method. Camera output data are to be understood as data in certain data formats that the camera or a camera head outputs. A standard interface is to be understood very generally as an interface which meets the requirements of a specific information technology standard. An example of such a standard is CSI-2. A data preparation process is to be understood as a process which is carried out at any point in the method, which typically comprises several steps, and during which, in general, reformatting and / or reorganization of the image data stream can take place and / or actually take place. The expression “compatible with the standard interface” is typically to be understood as meaning that the image data stream comprises image data which exclusively have data formats which are compatible with the standard interface. In typical embodiments, the image data stream after the data preparation process consists exclusively of image data which have data formats which are provided in the standard of the standard interface.
Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass auf der einen Seite nur solche Datenformate an die Bildverarbeitungsvorrichtung übertragen werden, welche mit der Standardschnittstelle der Bildverarbeitungsvorrichtung kompatibel sind, und dass gleichzeitig eine für ADAS- und AD-Anwendungen besonders sinnvolle Bilddatenorganisation, nämlich eine Trennung in Helligkeitsinformationen einerseits und Farbinformationen andererseits, bewerkstelligt wird. So wird eine besonders effiziente und schnelle Verarbeitung des Bilddatenstroms in der Bildverarbeitungsvorrichtung gewährleistet.The invention solves the problem in that, on the one hand, only those data formats are transmitted to the image processing device that are compatible with the standard interface of the image processing device, and that at the same time an image data organization that is particularly useful for ADAS and AD applications, namely a separation into brightness information on the one hand and color information on the other. This ensures particularly efficient and rapid processing of the image data stream in the image processing device.
Bei typischen Ausführungsformen haben die Bilddaten andere Bitbreiten als 8 Bit oder 10 Bit, insbesondere beispielsweise 12 Bit, und/oder werden mit anderen Bitbreiten als 8 Bit oder 10 Bit, insbesondere beispielsweise mit 12 Bit, übertragen. Bei typischen Ausführungsformen haben die Helligkeitsinformationen andere Bitbreiten als die Farbinformationen und/oder werden die Helligkeitsinformationen mit anderen Bitbreiten als die Farbinformationen übertragen.In typical embodiments, the image data have bit widths other than 8 bits or 10 bits, in particular 12 bits, for example, and / or are transmitted with bit widths other than 8 bits or 10 bits, in particular 12 bits, for example. In typical embodiments, the brightness information has different bit widths than the color information and / or the brightness information is transmitted with different bit widths than the color information.
Bei typischen Ausführungsformen ist die Standardschnittstelle eine Hochgeschwindigkeitsschnittstelle, bevorzugt eine CSI-2-Schnittstelle. Die Verwendung einer solchen Schnittstelle hat den Vorteil, dass sie eine schnelle und effiziente Datenübertragung und -verarbeitung gewährleistet. Prinzipiell sind jedoch auch Verwendungen anderer Schnittstellen möglich, z. B. CSI oder CSI-3.In typical embodiments, the standard interface is a high speed interface, preferably a CSI-2 interface. The use of such an interface has the advantage that it ensures fast and efficient data transmission and processing. In principle, however, other interfaces can also be used, e.g. B. CSI or CSI-3.
Bei typischen Ausführungsformen wird in dem Datenaufbereitungsprozess der Bilddatenstrom derart aufbereitet, dass nach dem Datenaufbereitungsprozess für jedes Bild des Bilddatenstroms drei Teilbilder vorliegen, insbesondere ein Luminanz-Teilbild und zwei Chrominanz-Teilbilder. Die Luminanz-Teilbilder sind dabei typischerweise ausschliesslich aus Bilddaten mit Helligkeitsinformationen aufgebaut. Die Chrominanz-Teilbilder sind dabei typischerweise ausschliesslich aus Bilddaten mit Farbinformationen aufgebaut. Eine solche Aufteilung in drei Teilbilder hat den Vorteil, dass einerseits eine speziell für ADAS- und AD-Kameras passende Datenstruktur gewählt wird, und dass andererseits prinzipiell eine standardgerechte Übertragung des Bilddatenstroms gewährleistet wird.In typical embodiments, the image data stream is prepared in the data preparation process in such a way that, after the data preparation process, there are three sub-images for each image of the image data stream, in particular one luminance sub-image and two chrominance sub-images. The luminance sub-images are typically built up exclusively from image data with brightness information. The chrominance sub-images are typically built up exclusively from image data with color information. Such a division into three partial images has the advantage that, on the one hand, a data structure that is especially suitable for ADAS and AD cameras is selected and, on the other hand, a standard-compliant transmission of the image data stream is guaranteed in principle.
Bei typischen Ausführungsformen liegen die Kameraausgangsdaten im YUV-Format vor, wobei typischerweise die Y-Werte jeweils eine Länge von 12 Bit haben und/oder die U-Werte typischerweise jeweils eine Länge von 8 Bit haben und/oder die V-Werte typischerweise jeweils eine Länge von 8 Bit haben, und/wobei typischerweise Luminanz-Bilddaten des Luminanz-Teilbilds das Datenformat «RAW12» haben und/oder Chrominanz-Bilddaten der Chrominanz-Teilbilder typischerweise jeweils das Datenformat «RAW8» und/oder «Userdef (8Bit)» haben. Unter dem Datenformat «Userdef (8Bit)» ist dabei ein Datenformat mit einer Länge von 8 Bit zu verstehen, welches im CSI-2-Standard dazu vorgesehen ist, von Benutzern einer CSI-2-Schnittstelle für unterschiedliche Spezialaufgaben bedarfsgerecht benutzt zu werden. Es handelt sich also sozusagen um eine Art «Joker-Datenformat». Ein solches Zusammenspiel zwischen Kameraausgangsdaten im YUV-Format, Längen der einzelnen Werte des YUV-Formats und originären Datenformaten des CSI-2-Standards ist vorteilhaft, weil so besonders gut zu ADAS- oder AD-Anwendungen passende Daten standardgerecht übertragen werden können. Alternativ sind auch andere Bitlängen möglich, beispielsweise können die Y-Werte auch Längen von 14 Bit, 16 Bit, 18 Bit oder 20 Bit haben und/oder die U-Werte und/oder die V-Werte können Längen von lediglich 6 Bit oder lediglich 4 Bit haben. Ferner ist es möglich, dass die Luminanz-Bilddaten das Datenformat RAW14, RAW16 oder RAW20 haben. Auch können die Chrominanz-Bilddaten beispielsweise die Datenformate RAW7 oder RAW6 haben. Prinzipiell können typischerweise alle Datenformate des CSI-2-Standards verwendet werden, solange eine Trennung der ursprünglichen Kameraausgangsdaten nach Helligkeitsinformationen und Farbinformation beibehalten wird. Dabei ist es möglich, bei der Verwendung von Datenformaten mit zu vielen Bits bestimmte Bits nicht zu setzen. Unter dem Begriff «Bilddaten» sind prinzipiell typischerweise Daten zu verstehen, welche einen oder mehrere Pixel eines Bilds oder Teilbilds mittels einer Mehrzahl an Bits kodieren und/oder definieren. Bei vorteilhaften Ausführungsformen werden bei der Übertragung und/oder der Ablage der Chrominanz-Bilddaten diese Chrominanz-Bilddaten entweder als getrennte Teilbilder oder als ein gemeinsames Teilbild abgelegt. Bei vorteilhaften Ausführungsformen besteht das übertragene Bild aus einem Luminanz-Bild und ein oder zwei Chrominanz-Bildern. Im Fall von nur einem Chrominanz-Bild werden die U-Werte und V-Werte, welche auch als Farbvektoren bezeichnet werden können, in einem gemeinsamen Bild übertragen. Dabei werden die jeweiligen Farbvektoren typischerweise in abwechselnder Folge in den Bilddatenstrom gelegt.In typical embodiments, the camera output data are in YUV format, the Y values typically each having a length of 12 bits and / or the U values typically each having a length of 8 bits and / or the V values typically each one 8 bits in length and / with luminance image data of the luminance sub-image typically having the data format "RAW12" and / or chrominance image data of the chrominance sub-images typically each having the data format "RAW8" and / or "Userdef (8Bit)" . The data format “Userdef (8Bit)” is understood to mean a data format with a length of 8 bits, which in the CSI-2 standard is intended to be used by users of a CSI-2 interface for different special tasks as required. So it is a kind of «wildcard data format», so to speak. Such an interaction between camera output data in YUV format, lengths of the individual values of the YUV format and original data formats of the CSI-2 standard is advantageous because data that are particularly well suited to ADAS or AD applications can be transmitted in accordance with the standard. Alternatively, other bit lengths are also possible, for example the Y values can also have lengths of 14 bits, 16 bits, 18 bits or 20 bits and / or the U values and / or the V values can have lengths of only 6 bits or only Have 4 bits. It is also possible for the luminance image data to have the data format RAW14, RAW16 or RAW20. The chrominance image data for example, have the data formats RAW7 or RAW6. In principle, all data formats of the CSI-2 standard can typically be used as long as a separation of the original camera output data according to brightness information and color information is maintained. When using data formats with too many bits, it is possible not to set certain bits. In principle, the term “image data” is typically understood to mean data which encode and / or define one or more pixels of an image or partial image by means of a plurality of bits. In advantageous embodiments, when the chrominance image data is transmitted and / or stored, these chrominance image data are stored either as separate partial images or as a common partial image. In advantageous embodiments, the transmitted image consists of a luminance image and one or two chrominance images. In the case of only one chrominance image, the U values and V values, which can also be referred to as color vectors, are transmitted in a common image. The respective color vectors are typically placed in the image data stream in an alternating sequence.
Bei typischen Ausführungsformen haben die Luminanz-Teilbilder, insbesondere die Y-Werte, und/oder die Chrominanz-Teilbilder, insbesondere die U-Werte und/oder die V-Werte, andere Bitbreiten als 8 Bit oder 10 Bit, insbesondere beispielsweise 12 Bit, und/oder werden anderen Bitbreiten als 8 Bit oder 10 Bit, insbesondere beispielsweise mit 12 Bit, übertragen. Bei typischen Ausführungsformen haben die Y-Werte andere Bitbreiten als die U-Werte und/oder die V-Werte haben und/oder werden die Y-Werte mit anderen Bitbreiten als die U-Werte und/oder die V-Werte übertragen.In typical embodiments, the luminance sub-images, in particular the Y values, and / or the chrominance sub-images, in particular the U values and / or the V values, have bit widths other than 8 bits or 10 bits, in particular, for example 12 bits, and / or bit widths other than 8 bits or 10 bits, in particular, for example, 12 bits, are transmitted. In typical embodiments, the Y values have different bit widths than the U values and / or the V values and / or the Y values are transmitted with different bit widths than the U values and / or the V values.
Wenn in dieser Beschreibung von einer Länge eines Datenformats oder eines Werts in Bit gesprochen wird, dann handelt es sich dabei prinzipiell um eine Bitbreite. Mit anderen Worten werden die beiden Begriffe «Länge» und «Bitbreite» synonym verwendet.Whenever a length of a data format or a value in bits is spoken of in this description, then it is basically a bit width. In other words, the two terms “length” and “bit width” are used synonymously.
Bei typischen Ausführungsformen werden die Luminanz-Teilbilder des Bilddatenstroms während einer Bildaufnahme übertragen und/oder die Chrominanz-Teilbilder des Datenstroms werden typischerweise in einer Austastlücke, bevorzugt einer vertikalen Austastlücke und/oder einer horizontalen Austastlücke, übertragen. Typischerweise werden dabei die Bilddaten der Chrominanz-Teilbilder gespeichert, während die Bildaufnahme erfolgt und die Luminanz-Teilbilder übertragen werden. Ein solches Vorgehen hat den Vorteil, dass der Speicherbedarf minimiert wird, weil die Luminanz-Teilbilder typischerweise eine grössere Bittiefe und/oder eine grössere Auflösung aufweisen, als die Chrominanz-Teilbilder. Auf diese Weise wird die Zeit der Bildaufnahme zur Übertragung der Bilddaten für die Luminanz-Teilbilder genutzt und anschliessend wird eine typischerweise vorhandene Austastlücke dafür verwendet, die Bilddaten der Chrominanz-Teilbilder hinterherzuschicken. Bei typischen Ausführungsformen, insbesondere in Fällen, wo eine zeitliche Dauer einer Austastlücke nicht zu einer für das Übersenden der Chrominanz-Teilbilder benötigten Zeit passt, wird die Austastlücke bezüglich ihrer zeitlichen Dauer an die für die Übertragung der Chrominanz-Teilbilder benötigte Zeit angepasst und/oder es erfolgt ein teilweises Zwischenspeichern der Luminanz-Teilbilder.In typical embodiments, the luminance sub-images of the image data stream are transmitted during an image recording and / or the chrominance sub-images of the data stream are typically transmitted in a blanking interval, preferably a vertical blanking interval and / or a horizontal blanking interval. Typically, the image data of the chrominance sub-images are stored while the image is being recorded and the luminance sub-images are being transmitted. Such a procedure has the advantage that the memory requirement is minimized because the luminance sub-images typically have a greater bit depth and / or a greater resolution than the chrominance sub-images. In this way, the time of the image recording is used to transmit the image data for the luminance sub-images and then a blanking interval that is typically present is used to send the image data of the chrominance sub-images afterwards. In typical embodiments, especially in cases where the duration of a blanking interval does not match a time required for transmitting the chrominance sub-images, the duration of the blanking interval is adapted and / or to the time required for the transmission of the chrominance sub-images there is a partial intermediate storage of the luminance sub-images.
Bei typischen Ausführungsformen erfolgt der Datenaufbereitungsprozess und/oder das Übertragen des Bilddatenstroms zeilenweise. Dabei wird typischerweise während der Aufnahme der Pixel einer Zeile und/oder der Pixel mehrerer Zeilen ein Bilddatenstrom aus Bilddaten für Luminanz-Teilbilder übertragen. Anschliessend wird dann in einer horizontalen Austastlücke ein Bilddatenstrom aus Bilddaten der Chrominanz-Teilbilder übertragen. Eine solche zeilenweise Datenaufbereitung und/oder Datenübertragung hat den Vorteil, dass so die Zwischenspeichergrösse minimiert wird. Auch bei einer solchen zeilenweisen Übertragung ist es möglich, die horizontale Austastlücke an die zu übermittelnden Daten anzupassen, wie zuvor beschrieben. Mit anderen Worten kann also die Bildaufnahmeschnelligkeit an die zu übertragenden Datenmengen angepasst werden.In typical embodiments, the data preparation process and / or the transmission of the image data stream takes place line by line. In this case, an image data stream of image data for partial luminance images is typically transmitted while the pixels of one line and / or the pixels of several lines are being recorded. Subsequently, an image data stream consisting of image data of the chrominance sub-images is then transmitted in a horizontal blanking interval. Such line-by-line data processing and / or data transmission has the advantage that the size of the buffer is minimized. Even with such a line-by-line transmission, it is possible to adapt the horizontal blanking interval to the data to be transmitted, as described above. In other words, the speed of image recording can be adapted to the amount of data to be transmitted.
Bei typischen Ausführungsformen werden die Teilbilder sequentiell, typischerweise geordnet nach Datenformaten und/oder typischerweise nach einer vorgegebenen, sich wiederholenden Reihenfolge an die Bildverarbeitungsvorrichtung übertragen. Dabei werden typischerweise Blöcke von Luminanz-Bilddaten, welche zu Luminanz-Teilbildern gehören, gefolgt von Blöcken von Chrominanz-Bilddaten betreffend Chrominanz-Teilbilder übertragen, wobei sich diese Reihenfolge in einem vorgegebenen Muster wiederholt. Eine solche Übertragung hat den Vorteil, dass die Bildverarbeitungsvorrichtung die unterschiedlichen Blöcke besonders leicht nach Chrominanz-Informationen und Luminanz-Informationen unterscheiden und in entsprechenden Speicherbereichen ablegen kann.In typical embodiments, the partial images are transmitted to the image processing device sequentially, typically sorted according to data formats and / or typically according to a predetermined, repetitive order. Typically, blocks of luminance image data belonging to luminance sub-images, followed by blocks of chrominance image data relating to chrominance sub-images, are transmitted, this sequence being repeated in a predetermined pattern. Such a transmission has the advantage that the image processing device can particularly easily distinguish the different blocks according to chrominance information and luminance information and store them in corresponding memory areas.
Bei typischen Ausführungsformen wird der gesamte Bilddatenstrom über einen einzigen virtuellen Kanal übertragen. Dabei wird eine eindeutige Identifikation der Bilddaten, insbesondere nach Luminanz-Informationen und Chrominanz-Informationen, typischerweise dadurch erreicht, dass für jeden Typ von Bilddaten jeweils ein bestimmtes Datenformat benutzt wird. Die Bildverarbeitungsvorrichtung kann somit anhand der Datenformate der eintreffenden Bilddaten erkennen, um welche Art von Bildinformationen es sich handelt. Beispielsweise werden bei einer Übertragung über einen einzigen virtuellen Kanal alle Y-Werte in dem Datenformat «RAW12» übertragen, alle U-Werte werden in einem ersten «Userdefined»-Format übertragen und alle V-Werte werden in einem zweiten «Userdefined»-Format übertragen, wobei die beiden «Userdefined»-Formate für die U-Werte und V-Werte unterschiedliche «Userdefined»-Formate sind und typischerweise unterschiedliche IDs haben. Die Begriffe «Userdefined», «Userdef (8 Bit)» und «Userdef» werden in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen als Synonyme verwendet.In typical embodiments, the entire image data stream is transmitted over a single virtual channel. A unique identification of the image data, in particular according to luminance information and chrominance information, is typically achieved in that a specific data format is used for each type of image data. The image processing device can thus use the data formats of the incoming image data to recognize what type of image information is involved. For example, in the case of a transmission via a single virtual Channel transfer all Y values in the data format «RAW12», all U values are transferred in a first «Userdefined» format and all V values are transferred in a second «Userdefined» format, whereby the two «Userdefined» - Formats for which U-values and V-values are different «user-defined» formats and typically have different IDs. The terms «Userdefined», «Userdef (8 Bit)» and «Userdef» are used as synonyms in this description and in the claims.
Alternativ dazu ist es auch möglich, die Teilbilder nicht über einen einzigen virtuellen Kanal, sondern über unterschiedliche virtuelle Kanäle zu übertragen. Dann kann eine Identifikation der an der Bildverarbeitungsvorrichtung eintreffenden Bilddaten einfach anhand der virtuellen Kanäle bewerkstelligt werden. Beispielsweise werden dann alle Y-Werte in dem Datenformat «RAW12» in einem ersten virtuellen Kanal übertragen, alle U-Werte werden in dem Datenformat «RAW8» in einem zweiten virtuellen Kanal übertragen und alle V-Werte werden in dem Datenformat «RAW8» in einem dritten virtuellen Kanal übertragen.As an alternative to this, it is also possible not to transmit the partial images over a single virtual channel, but rather over different virtual channels. The image data arriving at the image processing device can then be identified simply on the basis of the virtual channels. For example, all Y values are then transmitted in the data format “RAW12” in a first virtual channel, all U values are transmitted in the data format “RAW8” in a second virtual channel and all V values are transmitted in the data format “RAW8” in transmitted on a third virtual channel.
Die sequentielle Übertragung der Teilbilder in einem einzigen virtuellen Kanal hat jedoch den Vorteil, dass die unterschiedlichen virtuellen Kanäle, welche typischerweise von den Standardschnittstellen zur Verfügung gestellt werden, für unterschiedliche Kameras verwendet werden können.The sequential transmission of the partial images in a single virtual channel has the advantage, however, that the different virtual channels, which are typically made available by the standard interfaces, can be used for different cameras.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen haben alle Luminanz-Bilddaten dasselbe Datenformat, beispielsweise «RAW12». Bei vorteilhaften Ausführungsformen haben alle Chrominanz-Bilddaten dasselbe Datenformat, beispielsweise «RAW8». Bei typischen Ausführungsformen haben alle Chrominanz-Bilddaten, welche auf U-Werten beruhen, ein bestimmtes Datenformat, beispielsweise ein bestimmtes «Userdefined»-Format, und alle Chrominanz-Bilddaten, welche auf V-Werten beruhen, haben ebenfalls ein bestimmtes Datenformat, beispielsweise ein bestimmtes «Userdefined»-Format, wobei die beiden «Userdefined»-Formate für die U-Werte und V-Werte unterschiedliche «Userdefined»-Formate sind und typischerweise unterschiedliche IDs haben.In advantageous embodiments, all the luminance image data have the same data format, for example “RAW12”. In advantageous embodiments, all chrominance image data have the same data format, for example “RAW8”. In typical embodiments, all chrominance image data which are based on U values have a certain data format, for example a certain “user-defined” format, and all chrominance image data which are based on V values also have a certain data format, for example a specific «Userdefined» format, whereby the two «Userdefined» formats for the U-values and V-values are different «Userdefined» formats and typically have different IDs.
Bei typischen Ausführungsformen läuft der Datenaufbereitungsprozess kameraseitig ab. Mit anderen Worten wird also die Datenaufbereitung durchgeführt, bevor der Bilddatenstrom an die Bildverarbeitungsvorrichtung geschickt wird. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, dass der Datenaufbereitungsprozess empfängerseitig abläuft. Im Fall der kameraseitigen Datenaufbereitung wird der Datenaufbereitungsprozess typischerweise entweder durch die Kamera selbst ausgeführt oder aber durch einen der Kamera nachgeschalteten Logikbaustein. Im Fall der empfängerseitigen Datenaufbereitung wird der Bildverarbeitungsvorrichtung beispielsweise ein Logikbaustein vorgeschaltet, welcher die Bilddaten des Bilddatenstroms so aufbereitet, dass der Bildverarbeitungsvorrichtung standardkonforme Datenformate zur Verfügung gestellt werden.In typical embodiments, the data preparation process takes place on the camera side. In other words, the data preparation is carried out before the image data stream is sent to the image processing device. As an alternative to this, however, it is also possible for the data preparation process to run on the recipient side. In the case of data preparation on the camera side, the data preparation process is typically either carried out by the camera itself or by a logic module connected downstream of the camera. In the case of data processing on the receiver side, a logic module is connected upstream of the image processing device, for example, which processes the image data of the image data stream in such a way that standard-compliant data formats are made available to the image processing device.
Eine kameraseitige Datenaufbereitung erfolgt typischerweise entweder bereits in einem Bildsensor oder über einen entsprechenden Verarbeitungsbaustein, der dem Bildsensor nachgeschaltet ist. Im Fall eines nachgeschalteten Verarbeitungsbausteins können für die Übertragung zu diesem Verarbeitungsbaustein wiederum verschiedene Schnittstellen und Datenformate zum Einsatz kommen. Für die Schnittstellen kommen z. B. CSI2, parallele Bildsensorschnittstellen oder dergleichen in Frage. Die Datenformate können prinzipiell alle bekannten Formate oder auch sensorspezifische Formate sein. Bei typischen Ausführungsformen umfassen die Datenformate Rohdatenformat und/oder RGB und/oder
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein System zum Übertragen und/oder Aufbereiten eines Bilddatenstroms, umfassend Mittel zur zumindest teilweisen Durchführung eines Verfahrens nach zumindest einer der vorgenannten Ausführungsformen.The object is also achieved by a system for transmitting and / or processing an image data stream, comprising means for at least partially carrying out a method according to at least one of the aforementioned embodiments.
Bei typischen Ausführungsformen ist das System in einer Kamera integriert. Bei typischen Ausführungsformen umfasst das System einen Logikbaustein und/oder ist ein Logikbaustein.In typical embodiments, the system is integrated in a camera. In typical embodiments, the system comprises a logic module and / or is a logic module.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist das System geeignet, ein Verfahren zum Übertragen eines Bilddatenstroms von einer Kamera an eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach zumindest einer der vorgenannten Ausführungsformen zumindest teilweise durchzuführen und/oder zu koordinieren und/oder zu steuern. Hierzu umfasst das System vorteilhafterweise geeignete Komponenten, zum Beispiel eine Datenaufbereitungs-Komponente, eine Speicher-Komponente, eine Zeilen-Mittelungs-Komponente und/oder eine Austastlücken-Anpassungs-Komponente. Bei typischen Ausführungsformen umfasst das System eine oder mehrere Datenerfassungseinrichtungen und/oder eine Mehrzahl an Kommunikationsschnittstellen zur Kommunikation mit einer oder mehreren Kameras, mit einem Fahrzeug, einer Fahrzeugsteuerung und/oder mit dem Internet.In advantageous embodiments, the system is suitable for at least partially performing and / or coordinating and / or controlling a method for transmitting an image data stream from a camera to an image processing device according to at least one of the aforementioned embodiments. For this purpose, the system advantageously comprises suitable components, for example a data preparation component, a memory component, a line averaging component and / or a blanking interval adaptation component. In typical embodiments, the system comprises one or more data acquisition devices and / or a plurality of communication interfaces for communication with one or more cameras, with a vehicle, a vehicle controller and / or with the Internet.
Mit Vorteil sind in dem System zum Übertragen und/oder Aufbereiten eines Bilddatenstroms zumindest einige der vorgenannten Komponenten mittels Computerprogrammcode implementiert. Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist das System zumindest teilweise Teil einer Fahrzeugsteuerung und/oder einer Cloud, und/oder umfasst eine digitale Kontrolleinheit und/oder ein Display und/oder Mittel zur Dateneingabe und/oder Mittel zur Datenausgabe.At least some of the aforementioned components are advantageously implemented by means of computer program code in the system for transmitting and / or processing an image data stream. In advantageous embodiments, the system is at least partially part of a vehicle control system and / or a cloud and / or comprises a digital control unit and / or a display and / or means for data input and / or means for data output.
Ein Fahrzeug ist in einer Ausführungsform der Erfindung geeignet, ein Verfahren nach zumindest einer der vorgenannten Ausführungsformen durchzuführen. Hierzu umfasst das Fahrzeug typischerweise Mittel zur Durchführung eines Verfahrens nach zumindest einer der vorgenannten Ausführungsformen.In one embodiment of the invention, a vehicle is suitable for carrying out a method according to at least one of the aforementioned embodiments. For this purpose, the vehicle typically comprises means for carrying out a method according to at least one of the aforementioned embodiments.
Ein Logikbaustein umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung eine feste und/oder eine konfigurierbare Logik-Implementierung, wobei der Logikbaustein geeignet ist, ein Verfahren nach zumindest einer der vorgenannten Ausführungsformen in Logik umzusetzen.In one embodiment of the invention, a logic module comprises a fixed and / or a configurable logic implementation, the logic module being suitable for implementing a method according to at least one of the aforementioned embodiments in logic.
Ein Computerprogramm umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, eines der vorgenannten Verfahren auszuführen. Das Computerprogramm kann dabei auch als Computerprogrammprodukt bezeichnet werden.In one embodiment of the invention, a computer program comprises instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out one of the aforementioned methods. The computer program can also be referred to as a computer program product.
Ein computerlesbares Medium umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung Computerprogrammcode zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren. Unter dem Begriff „computerlesbares Medium“ sind dabei insbesondere aber nicht ausschliesslich Festplatten und/oder Server und/oder Memorysticks und/oder Flash-Speicher und/oder DVDs und/oder Bluerays und/oder CDs zu verstehen. Zusätzlich ist unter dem Begriff „computerlesbares Medium“ auch ein Datenstrom zu verstehen, wie er beispielsweise entsteht, wenn ein Computerprogramm und/oder ein Computerprogrammprodukt aus dem Internet heruntergeladen wird.In one embodiment of the invention, a computer-readable medium comprises computer program code for performing one of the aforementioned methods. The term “computer-readable medium” is to be understood here in particular, but not exclusively, on hard disks and / or servers and / or memory sticks and / or flash memories and / or DVDs and / or BluRays and / or CDs. In addition, the term “computer-readable medium” is also to be understood as a data stream such as is created, for example, when a computer program and / or a computer program product is downloaded from the Internet.
FigurenlisteFigure list
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen kurz erläutert, wobei zeigen:
-
1 : Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Verfahrens in einer ersten Ausführungsform, -
2 : Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Verfahrens in einer zweiten Ausführungsform, und -
3 : Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Verfahrens in einer dritten Ausführungsform.
-
1 : A schematic representation of a method according to the invention in a first embodiment, -
2 : A schematic representation of a method according to the invention in a second embodiment, and -
3rd : A schematic representation of a method according to the invention in a third embodiment.
Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDescription of preferred exemplary embodiments
Das in
Das Datenaufbereitungssystem
Die Luminanzbilder, welche wie erläutert typischerweise durch Y-Werte mit 12 Bit kodiert werden, haben typischerweise eine höhere Auflösung und eine höhere Bittiefe als die Chrominanzbilder, welche typischerweise nur die Hälfte oder ein Viertel der Auflösung der Luminanzbilder haben. Die Bittiefe ist bei ADAS und AD-Kameras für U-Werte und V-Werte ebenfalls geringer als für Y-Werte. Damit sind Speicher und Übertragungszeit der U-Werte und der V-Werte deutlich geringer als für die Y-Werte. Um den benötigten Speicher kameraseitig möglichst klein zu halten, werden die Y-Anteile typischerweise direkt während der Bandaufnahme übertragen. Die U-Werte und die V-Werte werden bevorzugt in der vertikalen Austastlücke übertragen. Dabei wird die Bildaufnahme nötigenfalls entsprechend angepasst, zum Beispiel so, dass die Länge der vertikalen Austastlücke zur Übertragung der U-Werte und der V-Werte ausreicht. Alternativ oder in Kombination damit kann auch ein zumindest teilweises Zwischenspeichern des Y-Wertes vorgenommen werden. Wird ein Zwischenspeicher als First-In-First-Out (FIFO) ausgelegt, gegebenenfalls mit unterschiedlicher Ein- und Ausgangsdatenrate, so werden typischerweise dynamisch nur Teilbereiche des Y-Wertes im Speicher gehalten. Dadurch wird es ermöglicht, die Grösse des Speichers entsprechend klein zu halten.The luminance images, which, as explained, are typically encoded by Y values with 12 bits, typically have a higher resolution and a higher bit depth than the chrominance images, which typically have only half or a quarter of the resolution of the luminance images. With ADAS and AD cameras, the bit depth for U values and V values is also lower than for Y values. This means that the memory and transmission time for the U values and the V values are significantly shorter than for the Y values. In order to keep the required memory on the camera side as small as possible, the Y-components are typically transferred directly while the tape is being recorded. The U-values and the V-values are preferably transmitted in the vertical blanking interval. If necessary, the image recording is adjusted accordingly, for example in such a way that the length of the vertical blanking interval is sufficient for the transmission of the U-values and the V-values. Alternatively or in combination with this, at least partial temporary storage of the Y value can also be carried out. If a buffer is designed as a first-in-first-out (FIFO), possibly with a different input and output data rate, typically only partial areas of the Y value are kept in the memory dynamically. This makes it possible to keep the size of the memory correspondingly small.
Bei typischen Ausführungsformen werden die Zwischenspeicher auf Seiten der Kamera
Auch bei der zeilenweisen Übertragung von Bilddaten werden bei typischen Ausführungsformen dynamisch bestimmte Y-Werte zwischengespeichert, um das Ausgabetiming zu optimieren.Even with the line-by-line transmission of image data, in typical embodiments, dynamically determined Y values are temporarily stored in order to optimize the output timing.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen wird alternierend nach je einer zeilenweisen Übertragung von Y-Werten nur entweder eine Zeile mit U-Werten oder eine Zeile mit V-Werten übertragen, was zu einem gleichmässigen Datenstrom führt. Bei typischen Ausführungsformen werden für die Berechnung der U-Werte und/oder der V-Werte Bildinformationen aus zwei Zeilen ausgewertet. Dafür wird typischerweise ein Zwischenspeichern von U-Werten und/oder V-Werten vorgenommen. Eine zeilenweise Trennung der Bilddaten führt in einem solchen Fall nicht unbedingt zu einer Vergrösserung des Speichers in der Kamera, weil eine Zwischenspeicherung aufgrund der zeilenübergreifenden Auswertung von Pixeldaten dann ja sowieso stattfindet.In advantageous embodiments, after a line-by-line transmission of Y values, only either one line with U values or one line with V values is transmitted, which leads to a uniform data stream. In typical embodiments, image information from two lines is evaluated for the calculation of the U values and / or the V values. For this purpose, U-values and / or V-values are typically stored temporarily. A line-by-line separation of the image data does not necessarily lead to an increase in the memory in the camera in such a case, because intermediate storage then takes place anyway due to the cross-line evaluation of pixel data.
Grundsätzlich ist es auch möglich, andere als die in den
Bei typischen Ausführungsformen wird der Datenaufbereitungsprozess
In einem typischen Ausführungsbeispiel wird eines der erfindungsgemässen Verfahren in einem Fahrzeug ausgeführt, um in diesem Fahrzeug eine Bilddatenübertragung zwischen einer ADAS-Kamera und/oder einer AD-Kamera und/oder einer Mehrzahl solcher Kameras einerseits und einer Bildverarbeitungsvorrichtung andererseits möglichst effizient zu gestalten. Dazu umfasst das Fahrzeug typischerweise ein erfindungsgemässes System zum Übertragen und/oder Aufbereiten eines BilddatenstromsIn a typical embodiment, one of the inventive methods is carried out in a vehicle in order to make image data transmission between an ADAS camera and / or an AD camera and / or a plurality of such cameras on the one hand and an image processing device on the other hand as efficient as possible in this vehicle. For this purpose, the vehicle typically comprises a system according to the invention for transmitting and / or processing an image data stream
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Der Schutzumfang wird durch die Patentansprüche definiert.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described. The scope of protection is defined by the claims.
Prinzipiell können alle in der Beschreibung oder in den Ansprüchen beschriebenen Verfahren von Vorrichtungen ausgeführt werden, welche Mittel zur Ausführung der jeweiligen Verfahrensschritte dieser Verfahren umfassen.In principle, all of the methods described in the description or in the claims can be carried out by devices which comprise means for carrying out the respective method steps of these methods.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Kameracamera
- 22
- BildverarbeitungsvorrichtungImage processing device
- 33
- DatenaufbereitungssystemData preparation system
- 44th
- Bilddatenstrom Image data stream
- S1S1
- Datenaufbereitungsprozess Data preparation process
- YUVYUV
- Bilddaten im YUV-FormatImage data in YUV format
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019219142.8A DE102019219142A1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | Method for transmitting an image data stream |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019219142.8A DE102019219142A1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | Method for transmitting an image data stream |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019219142A1 true DE102019219142A1 (en) | 2021-06-10 |
Family
ID=75962327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019219142.8A Pending DE102019219142A1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | Method for transmitting an image data stream |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019219142A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5568192A (en) * | 1995-08-30 | 1996-10-22 | Intel Corporation | Method and apparatus for processing digital video camera signals |
US20170334367A1 (en) * | 2016-05-17 | 2017-11-23 | Magna Electronics Inc. | Vehicle vision system with forward viewing camera |
US20190116347A1 (en) * | 2005-08-25 | 2019-04-18 | Callahan Cellular L.L.C. | Digital cameras with direct luminance and chrominance detection |
-
2019
- 2019-12-09 DE DE102019219142.8A patent/DE102019219142A1/en active Pending
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