一种实现数字变焦的电脑摄像头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电脑摄像头，一种电脑摄像头，包括用于采集图像的传感器、对图像数据进行处理的数字信号处理芯片、ＷＤＭ驱动模块，其特点在于，所述ＷＤＭ驱动模块进一步包括数字变焦处理单元，设置于解压缩单元和格式转换单元之间，用于根据当前设置的变焦系数更新ＤＳＰ芯片寄存器中的配置参数；所述ＤＳＰ芯片根据自身寄存器的配置数据和所接收的传感器发来的ＶＧＡ图像获取ＱＶＧＡ图像，再将获取的ＱＶＧＡ图像传送给ＷＤＭ驱动模块进行数字变焦处理。采用本实用新型专利技术的装置，能在不增加资源占用和接口传输带宽的同时，进行数字变焦，并保证提供流畅的视频流，令用户使用更方便。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及数字变焦技术，尤指一种实现数字变焦的电脑摄像头(PCCamera)。
技术介绍
随着多媒体技术和视频电子产品的飞速发展与普及，PC Camera的应用越来越广泛，PC Camera是一种微小型外形多变的智能型摄像头，可用于笔记本电脑、汽车、保安系统以及多种图像处理设备中。目前的PC Camera主要能实现正常的视频流显示以及捕获正常的静态图像，具有USB接口。目前，市场流行的PC Camera中大多没有数字变焦功能，少量具有数字变焦功能的PC Camera，主要采用两种方式实现数字变焦一种是在应用程序层实现数字变焦；另一种是定义一种特殊的视频解决方案来实现数字变焦的功能，两者都具有一定的局限性。这里，所述数字变焦也称数码变焦(Digital Zoom)，是通过数码设备内部处理器，将图片内每个象素面积增大，从而达到放大目的。通常，采用插值算法进行放大。具体地说在应用程序层实现数字变焦，是通过特定应用程序对图像进行裁剪-插值运算，该方法虽然实现简单，且不需要改变底层驱动，易于维护，但是，该实现数字变焦的方式与生俱来的弱点是通用性差，只能捆绑特定的视频应用程序进行视频流的浏览和变焦，而其它的视频应用程序则无法实现数字变焦。并且，对于这种方式，当放大倍数越来越大时，图像质量越来越差。所述定义特殊视频解决方案的方式是在驱动层实现的，为了缩小插值倍数，提高图像质量，有人单独定义了特殊的图像尺寸，如320*241、320*242等等，这里，之所以将图像尺寸定义为320*241、320*242等是为了与标准的QVGA图像模式进行区分，标准QVGA图像模式的图像尺寸为320*240。这种特殊定义的方式，在具体应用中，当用户通过属性接口(Pin Property)选择320*241时，驱动层实际配置的是VGA格式的原始图像，即图像尺寸为640*480。那么，该方式下具体数字变焦的实现过程是VGA传感器将所接收的VGA图像信息通过传感器与数字信号处理(DSP)芯片的SIF接口传送给DSP芯片，DSP对图像信息进行压缩，之后通过USB接口向驱动层提供经过压缩的原始VGA图像，该图像尺寸为640*480，驱动层在变焦(Zoom)系数小于2时，利用插值算法对图像进行缩减；Zoom系数大于2时，利用插值算法对图像进行放大，从而达到整体的数字变焦功能。这种特殊定义方式是在驱动层实现，因此通用性强，应用层可以使用不同的视频浏览程序，都具有数字变焦功能；且由于实际原始图像数据对应的图像尺寸是640*480，在4倍变焦的情况下，实际放大倍数只有2倍，图像质量较好。但是，该方式操作起来比较繁琐，需要用户通过Pin Property重新开流，并且，320*241的格式给人不规范的感觉。另外，由于实际的图像数据流是VGA模式的，所以占用CPU资源比较严重。而且，对一般USB1.1的摄像头而言，只能达到15FPS，但通常要避免动作不流畅要求每秒帧数不能低于30，即要求最低FPS为30，这种特殊定义方式显然是不能满足要求的。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的主要目的在于提供一种电脑摄像头，使其能输出流畅的视频图像，且令用户使用更方便。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的一种电脑摄像头，包括用于采集图像的传感器、对图像数据进行处理的数字信号处理芯片、WDM驱动模块，所述WDM驱动模块包括图像处理无关模块和含有解压缩单元和格式转换单元的图像处理相关模块；所述传感器与所述数字信号处理芯片通过SIF接口相连，所述数字信号处理芯片与WDM模块通过通用串行总线USB接口传输数据；关键在于， 所述WDM驱动模块进一步包括数字变焦处理单元，设置于解压缩单元和格式转换单元之间，用于根据当前设置的变焦系数更新DSP芯片寄存器中的配置参数；还用于对当前接收到的DSP芯片传输来的QVGA图像进行放大、平滑处理；所述DSP芯片根据自身寄存器的配置数据和所接收的传感器发来的VGA图像获取QVGA图像，再将获取的QVGA图像传送给WDM驱动模块的数字变焦处理单元。其中，所述传感器为VGA传感器。所述DSP芯片寄存器中的配置参数由驱动层进行设置。本技术所提供的实现数字变焦的电脑摄像头，具有以下优点和特点1)本技术中整个数字变焦功能都是基于320*240的模式实现的，用户不必去选择特定的320*241、320*242等模式，使用起来更为方便。而且，本技术也适用160*120、176*144、352*288等多种模式，使用范围更广，通用性强。2)本技术中数据流是QVGA的大小，因此，在不增加CPU资源消耗和USB接口带宽的同时，能保持30FPS的视频流。3)本技术在变焦系数大于等于2的情况下，DSP直接获取原始VGA图像中央1/4位置的图像发送给驱动层，再由驱动层利用插值算法对图像进行放大，相当于在对图像进行插值放大前，不通过插值运算就得到变焦系数为2的图像，如此，能保证图像质量更好。4)本技术在使用插值算法时，可选用二次线性插值算法，如此，能够降低CPU的消耗。5)本技术在进行插值算法之后，进一步利用平滑算法对图像进行平滑处理，能够在一定程度上改善图像效果，提高输出图像的质量。6)本技术所采用的插值算法和平滑算法并不限定必须使用哪种算法，可根据需要在已有的各种插值、平滑算法中任意选用，因此实现起来更灵活、方便。7)本技术也在驱动层实现，因此可支持应用层使用不同的视频浏览程序，通用性强。附图说明图1为本技术电脑摄像头的组成结构图；图2为本技术电脑摄像头实现数字变焦的流程图；图3为高斯模板的示意图。具体实施方式为了在PC Camera中实现数字变焦，本技术给出一种PC Camera，如图1所示，本技术的PC Camera主要包括用于采集图像的传感器(Sensor)、对图像数据进行处理的数字信号处理芯片(DSP)以及作为核心处理模块的WDM驱动模块。其中，WDM驱动模块符合Windows驱动程序模式，支持即插即用、电源管理以及视窗管理规范(WMI)技术，WDM驱动模块中包括很多功能模块，如电源管理、设备插拔、远程唤醒、USB带宽配置、ISO传输控制、中断(Interrupt)传输控制、BULK传输控制、Control传输控制以及属性页接口等。从图像处理的角度来看，可以将与图像处理无关的模块如电源管理、设备插拔、远程唤醒、USB带宽配置等等统称为图像处理无关模块，而将与图像处理有关的模块如解压缩单元、格式转换单元统称为图像处理相关模块。图1中，传感器与DSP芯片通过传感器与多媒体数字处理芯片的接口(SIF)相连，DSP芯片与WDM模块通过通用串行总线(USB)接口传输数据，图像数据都是通过USB的ISO通道进行传输的。由于本技术仅仅涉及图像处理过程，因此，图1仅给出了与图像处理相关的模块和单元的示意结构，并未给出PC Camera的全部详细组成结构，但并不表示PC Camera只包括图1给出的模块和单元。本技术中DSP芯片根据自身寄存器中的配置数据对图像信息进行处理。本技术中的WDM驱动模块还进一步包括数字变焦处理单元，该数字变焦处理单元设置于解压缩单元和格式转换单元之间，用于接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电脑摄像头，包括用于采集图像的传感器、对图像数据进行处理的数字信号处理芯片、ＷＤＭ驱动模块，所述ＷＤＭ驱动模块包括图像处理无关模块和含有解压缩单元和格式转换单元的图像处理相关模块；所述传感器与所述数字信号处理芯片通过ＳＩＦ接口相连，所述数字信号处理芯片与ＷＤＭ模块通过通用串行总线ＵＳＢ接口传输数据；其特征在于，　　　　所述ＷＤＭ驱动模块进一步包括数字变焦处理单元，设置于解压缩单元和格式转换单元之间，用于根据当前设置的变焦系数更新ＤＳＰ芯片寄存器中的配置参数；还用于对当前接收到的ＤＳＰ芯片传输来的ＱＶＧＡ图像进行放大、平滑处理；　　　　所述ＤＳＰ芯片根据自身寄存器的配置数据和所接收的传感器发来的ＶＧＡ图像获取ＱＶＧＡ图像，再将获取的ＱＶＧＡ图像传送给ＷＤＭ驱动模块进行数字变焦处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张学勇，陈雯飞，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]