图像信号处理系统及图像采集设备的制作方法

1.本技术图像信号处理技术领域，具体而言，涉及一种图像信号处理系统及图像采集设备。


背景技术：

2.随着图像信号处理技术的不断发展，图像信号从采集到输出的过程中，需要经过多项图像处理，例如，图像增强处理、图像拼接处理和图像编码处理，在此情况下，图像处理芯片需要支持多项图像处理功能，因此，对图像处理芯片的处理能力需求较大，那么，在图像信号处理系统的工作过程中，图像处理芯片功耗提高，发热量较大，从而降低图像信号处理系统的安全性能。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于，提供一种图像信号处理系统，以解决上述问题。
4.第一方面，本技术实施例提供的图像信号处理系统包括至少一个首级图像处理模块和一个末级图像处理模块，至少一个首级图像处理模块均与末级图像处理模块连接；
5.首级图像处理模块用于接收原始图像信号，并对原始图像信号进行初步处理，获得中间图像信号，将中间图像信号发送给末级图像处理模块；
6.末级图像处理模块用于对接收到的中间图像信号进行二次处理，获得目标图像信号。
7.由于本技术实施例提供的图像信号处理系统包括至少一个首级图像处理模块和一个末级图像处理模块，其中，首级图像处理模块用于接收原始图像信号，并对原始图像信号进行初步处理，获得中间图像信号，将中间图像信号发送给末级图像处理模块，而末级图像处理模块用于对接收到的中间图像信号进行二次处理，获得目标图像信号，因此，图像信号从采集到输出的过程中所需的多项图像处理，可由至少一个首级图像处理模块和一个末级图像处理模块配合进行，那么，无论是首级图像处理模块还是末级图像处理模块都无需支持多项图像处理功能，使得在图像信号处理系统的工作过程中，首级图像处理模块和末级图像处理模块功耗都不会过高，发热量降低，从而提高了图像信号处理系统的安全性能。
8.结合第一方面，本技术实施例还提供了第一方面的第一种可选的实施方式，首级图像处理模块包括一个首级芯片和至少一个第一中间级芯片，首级芯片通过至少一个第一中间级芯片与末级图像处理模块间接连接；
9.首级芯片用于连接至少一个图像传感器，以接收至少一个图像传感器中每个图像传感器采集的原始图像信号，从而获得至少一条原始图像信号，并对至少一条原始图像信号进行第一类初步处理，获得前级中间图像，并将前级中间图像发送给至少一个第一中间级芯片；
10.至少一个第一中间级芯片用于接收前级中间图像，并对前级中间图像进行第二类初步处理，获得中间图像信号，将中间图像信号发送给末级图像处理模块。
11.在上述实施方式中，首级图像处理模块包括一个首级芯片和至少一个第一中间级芯片，如此，对原始图像信号进行初步处理还可以由一个首级芯片和至少一个第一中间级芯片配合进行，以进一步防止首级图像处理模块在对原始图像信号进行初步处理过程中，功耗过高，而导致发热量过高的情况发生，从而进一步提高图像信号处理系统的安全性能。
12.结合第一方面的第一种可选的实施方式，本技术实施例还提供了第一方面的第二种可选的实施方式，首级图像处理模块包括多个第一中间级芯片，多个第一中间级芯片级联；
13.多个第一中间级芯片中的首级第一中间级芯片用于接收前级中间图像；
14.多个第一中间级芯片用于对前级中间图像进行级联处理，以实现对前级中间图像的第二类初步处理，获得中间图像信号；
15.多个第一中间级芯片中的末级第一中间级芯片用于将中间图像信号发送给末级图像处理模块。
16.在上述实施方式中，首级图像处理模块包括多个第一中间级芯片，如此，对原始图像信号进行初步处理还可以由一个首级芯片和多个第一中间级芯片配合进行，以更进一步防止首级图像处理模块在对原始图像信号进行初步处理过程中，功耗过高，而导致发热量过高的情况发生，从而更进一步提高图像信号处理系统的安全性能。
17.结合第一方面，本技术实施例还提供了第一方面的第三种可选的实施方式，末级图像处理模块包括至少一个第二中间级芯片和一个末级芯片，至少一个首级图像处理模块通过至少一个第二中间级芯片与末级芯片间接连接；
18.至少一个第二中间级芯片用于接收至少一个首级图像处理模块中每个首级图像处理模块发送的中间图像信号，以获得至少一条中间图像信号，并对至少一条中间图像信号进行第一类二次处理，获得后级中间图像，并将后级中间图像发送给末级芯片；
19.末级芯片用于接收后级中间图像，并对后级中间图像进行第二类二次处理，获得目标图像信号。
20.在上述实施方式中，末级图像处理模块包括至少一个第二中间级芯片和一个末级芯片，如此，对中间图像信号进行二次处理还可以由至少一个第二中间级芯片和一个末级芯片配合进行，以进一步防止末级图像处理模块在对中间图像信号进行二次处理过程中，功耗过高，而导致发热量过高的情况发生，从而进一步提高图像信号处理系统的安全性能。
21.结合第一方面的第三种可选的实施方式，本技术实施例还提供了第一方面的第四种可选的实施方式，末级图像处理模块包括多个第二中间级芯片，多个第二中间级芯片级联；
22.多个第二中间级芯片中的首级第二中间级芯片用于接收至少一个首级图像处理模块中每个首级图像处理模块发送的中间图像信号，以获得至少一条中间图像信号；
23.多个第二中间级芯片用于对至少一条中间图像信号进行级联处理，以对至少一条中间图像信号的第一类二次处理，获得后级中间图像；
24.多个第二中间级芯片中的末级第二中间级芯片用于将后级中间图像发送给末级芯片。
25.在上述实施方式中，末级图像处理模块包括多个第二中间级芯片和一个末级芯片，如此，对中间图像信号进行二次处理还可以由多个第二中间级芯片和一个末级芯片配
合进行，以更进一步防止末级图像处理模块在对中间图像信号进行二次处理过程中，功耗过高，而导致发热量过高的情况发生，从而更进一步提高图像信号处理系统的安全性能。
26.结合第一方面，本技术实施例还提供了第一方面的第五种可选的实施方式，图像信号处理系统包括多个首级图像处理模块；
27.多个首级图像处理模块以环形阵列方式设置于电路板边缘位置，且首级图像处理模块用于连接至少一个图像传感器，以接收至少一个图像传感器中每个图像传感器采集的原始图像信号，从而获得至少一条原始图像信号。
28.在上述实施方式中，图像信号处理系统包括多个首级图像处理模块，多个首级图像处理模块以环形阵列方式设置于电路板边缘位置，且首级图像处理模块用于连接至少一个图像传感器，以接收至少一个图像传感器中每个图像传感器采集的原始图像信号，从而获得至少一条原始图像信号，一方面，可以合理化电路板布局，进一步降低图像信号处理系统工作过程中的发热量，而提高图像信号处理系统的安全性能，另一方面，由于图像信号处理系统包括多个首级图像处理模块，多个首级图像处理模块各自可以用于连接至少一个图像传感器，从而满足多摄市场要求，而未如现有技术般，多个图像传感器连接于同一图像处理芯片，导致图像处理芯片引脚拓展较多，封装尺寸过大，且工艺加工难度较大，从而提高电路板设计的局限性，也增加了电路板设计制作成本。
29.结合第一方面的第五种可选的实施方式，本技术实施例还提供了第一方面的第六种可选的实施方式，末级图像处理模块设置于多个首级图像处理模块所形成的环形阵列以内。
30.在上述实施方式中，末级图像处理模块设置于多个首级图像处理模块所形成的环形阵列以内，能够进一步降低图像信号处理系统工作过程中的发热量，而提高图像信号处理系统的安全性能，同时，方便图像信号处理系统的整体布线。
31.结合第一方面的第五种可选的实施方式，本技术实施例还提供了第一方面的第七种可选的实施方式，首级图像处理模块用于连接多个图像传感器，以接收多个图像传感器中每个图像传感器采集的原始图像信号，从而获得多条原始图像信号。
32.在上述实施方式中，图像信号处理系统包括多个首级图像处理模块，而多个首级图像处理模块各自用于连接多个图像传感器，从而满足多摄市场要求，而未如现有技术般，多个图像传感器连接于同一图像处理芯片，导致图像处理芯片引脚拓展较多，封装尺寸过大，且工艺加工难度较大，从而提高电路板设计的局限性，也增加了电路板设计制作成本，同时，多个首级图像处理模块各自用于连接多个图像传感器还能够节省首级图像处理模块资源，从而降低图像信号处理系统的设计制作成本。
33.在上述实施方式中，初步处理包括图像增强处理，二次处理包括图像拼接处理和图像编码处理，从而提高了图像信号处理系统的功能性。
34.结合第一方面，本技术实施例还提供了第一方面的第八种可选的实施方式，图像信号处理系统还包括通信组件，通信组件与末级图像处理模块连接；
35.末级图像处理模块还用于对目标图像信号进行图像识别，获得图像识别结果，并通过通信组件将图像识别结果发送给目标终端设备。
36.在上述实施方式中，图像信号处理系统还包括通信组件，通信组件与末级图像处理模块连接，而末级图像处理模块还用于对目标图像信号进行图像识别，获得图像识别结
果，并通过通信组件将图像识别结果发送给目标终端设备，从而扩展了图像信号处理系统的应用范围。
37.第二方面，本技术实施例提供的图像采集设备，包括第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的图像信号处理系统。
38.本技术实施例提供的图像采集设备具有与第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的图像信号处理系统相同的有益效果，此处不作赘述。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他相关的附图。
40.图1为本技术实施例提供的一种图像信号处理系统的示意性结构框图。
41.图2为本技术实施例提供的图像信号处理系统的第二种示意性结构框图。
42.图3为本技术实施例提供的图像信号处理系统的一种应用场景示意图。
43.图4为本技术实施例提供的图像信号处理系统的第二种应用场景示意图。
44.图5为本技术实施例提供的一种图像信号处理系统的布局方式示意图。
45.附图标号：10-图像信号处理系统；100-首级图像处理模块；200-末级图像处理模块；20-图像传感器。
具体实施方式
46.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。此外，应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
47.请参阅图1，本技术实施例提供的图像信号处理系统10包括至少一个首级图像处理模块100和一个末级图像处理模块200，至少一个首级图像处理模块100均与末级图像处理模块200连接。
48.首级图像处理模块100用于接收原始图像信号，并对原始图像信号进行初步处理，获得中间图像信号，将中间图像信号发送给末级图像处理模块200，而末级图像处理模块200用于对接收到的中间图像信号进行二次处理，获得目标图像信号。其中，初步处理可以包括图像增强处理，二次处理可以包括图像拼接处理和图像编码处理，此外，本技术实施例中，若首级图像处理模块100连接有多个图像传感器20，那么，其同时接收到的原始图像信号可能有多条，在此情况下，初步处理还可以包括图像拼接处理。此外，本技术实施例中，图像增强处理可以包括，但不限于高动态范围图像(high-dynamic range，hdr)处理、超分辨率技术(super-resolution，sr)处理、de-mosaic图像处理、图像降噪处理。
49.通过上述设置，图像信号从采集到输出的过程中所需的多项图像处理，可由至少一个首级图像处理模块100和一个末级图像处理模块200配合进行，那么，无论是首级图像处理模块100还是末级图像处理模块200都无需支持多项图像处理功能，使得在图像信号处
理系统10的工作过程中，首级图像处理模块100和末级图像处理模块200功耗都不会过高，发热量降低，从而提高了图像信号处理系统10的安全性能。
50.请结合图2，本技术实施例中，首级图像处理模块100可以仅包括一个首级芯片，同样，末级图像处理模块200同样可以仅包括一个末级芯片，实际实施时，首级芯片和末级芯片均可以根据具体应用需求，灵活更换。此外，本技术实施例中，首级芯片和末级芯片均可以支持信号输入(vi)输出(vo)接口功能，具体可以通过mipi-dsi、mipi-csi、lvds等接口实现，在此情况下，首级芯片通过其上设置的输出(vo)接口，与末级芯片上设置的输入(vi)接口连接，以实现与末级芯片的连接。
51.进一步地，本技术实施例中，首级图像处理模块100实质也可以包括一个首级芯片和至少一个第一中间级芯片，在此情况下，首级芯片通过至少一个第一中间级芯片与末级图像处理模块200间接连接，具体请结合图3所示图像信号处理系统10。
52.首级芯片用于连接至少一个图像传感器20，以接收至少一个图像传感器20中每个图像传感器20采集的原始图像信号，从而获得至少一条原始图像信号，并对至少一条原始图像信号进行第一类初步处理，获得前级中间图像，并将前级中间图像发送给至少一个第一中间级芯片，而至少一个第一中间级芯片用于接收前级中间图像，并对前级中间图像进行第二类初步处理，获得中间图像信号，将中间图像信号发送给末级图像处理模块200。如此，对原始图像信号进行初步处理还可以由一个首级芯片和至少一个第一中间级芯片配合进行，以进一步防止首级图像处理模块100在对原始图像信号进行初步处理过程中，功耗过高，而导致发热量过高的情况发生，从而进一步提高图像信号处理系统10的安全性能。
53.此外，需要说明的是，本技术实施例中，对于首级图像处理模块100，若其仅包括一个第一中间级芯片，则该第一中间级芯片直接用于接收前级中间图像，并对前级中间图像进行第二类初步处理，获得中间图像信号，将中间图像信号发送给末级图像处理模块200。
54.当然，若首级图像处理模块100包括多个第一中间级芯片，则多个第一中间级芯片级联，且多个第一中间级芯片中的首级第一中间级芯片用于接收前级中间图像，多个第一中间级芯片用于对前级中间图像进行级联处理，以实现对前级中间图像的第二类初步处理，获得中间图像信号，而多个第一中间级芯片中的末级第一中间级芯片用于将中间图像信号发送给末级图像处理模块200。以图3所示图像信号处理系统10为例，其中，第一中间级芯片-0为多个第一中间级芯片中的首级第一中间级芯片，第一中间级芯片-m为多个第一中间级芯片中的末级第一中间级芯片。此外，需要说明的是，本技术实施例中，多个第一中间级芯片同样均可以支持信号输入(vi)输出(vo)接口功能，在此情况下，多个第一中间级芯片可以通过其上设置的输入(vi)输出(vo)接口实现级联。如此，对原始图像信号进行初步处理还可以由一个首级芯片和多个第一中间级芯片配合进行，以更进一步防止首级图像处理模块100在对原始图像信号进行初步处理过程中，功耗过高，而导致发热量过高的情况发生，从而更进一步提高图像信号处理系统10的安全性能。
55.按照与首级图像处理模块100同样的发明构思，本技术实施例中，末级图像处理模块200实质也可以包括至少一个第二中间级芯片和一个末级芯片，至少一个首级图像处理模块100通过至少一个第二中间级芯片与末级芯片间接连接，具体请结合图4所示图像信号处理系统10。
56.至少一个第二中间级芯片用于接收至少一个首级图像处理模块100中每个首级图
像处理模块100发送的中间图像信号，以获得至少一条中间图像信号，并对至少一条中间图像信号进行第一类二次处理，获得后级中间图像，并将后级中间图像发送给末级芯片，而末级芯片用于接收后级中间图像，并对后级中间图像进行第二类二次处理，获得目标图像信号。如此，对中间图像信号进行二次处理还可以由至少一个第二中间级芯片和一个末级芯片配合进行，以进一步防止末级图像处理模块200在对中间图像信号进行二次处理过程中，功耗过高，而导致发热量过高的情况发生，从而进一步提高图像信号处理系统10的安全性能。
57.此外，需要说明的是，本技术实施例中，对于末级图像处理模块200，若其仅包括一个第二中间级芯片，则该第二中间级芯片直接用于接收至少一个首级图像处理模块100中每个首级图像处理模块100发送的中间图像信号，以获得至少一条中间图像信号，并对至少一条中间图像信号进行第一类二次处理，获得后级中间图像，并将后级中间图像发送给末级芯片。
58.当然，若末级图像处理模块200包括多个第二中间级芯片，则多个第二中间级芯片级联，且多个第二中间级芯片中的首级第二中间级芯片用于接收至少一个首级图像处理模块100中每个首级图像处理模块100发送的中间图像信号，以获得至少一条中间图像信号，多个第二中间级芯片用于对至少一条中间图像信号进行级联处理，以对至少一条中间图像信号的第一类二次处理，获得后级中间图像，而多个第二中间级芯片中的末级第二中间级芯片用于将后级中间图像发送给末级芯片。以图4所示图像信号处理系统10为例，其中，第二中间级芯片-0为多个第二中间级芯片中的首级第二中间级芯片，第二中间级芯片-m为多个第二中间级芯片中的末级第二中间级芯片。此外，需要说明的是，本技术实施例中，多个第二中间级芯片同样均可以支持信号输入(vi)输出(vo)接口功能，在此情况下，多个第二中间级芯片可以通过其上设置的输入(vi)输出(vo)接口实现级联。如此，对中间图像信号进行二次处理还可以由多个第二中间级芯片和一个末级芯片配合进行，以更进一步防止末级图像处理模块200在对中间图像信号进行二次处理过程中，功耗过高，而导致发热量过高的情况发生，从而更进一步提高图像信号处理系统10的安全性能。
59.对于图像信号处理系统10的布局方式，本技术实施例中，依据原则为最大程度的降低图像信号处理系统10的整体发热量，基于此，在图像信号处理系统10包括多个首级图像处理模块100的情况下，多个首级图像处理模块100以环形阵列方式设置于电路板边缘位置，且首级图像处理模块100用于连接至少一个图像传感器20，以接收至少一个图像传感器20中每个图像传感器20采集的原始图像信号，从而获得至少一条原始图像信号，具体请结合图5所示。当然，在实际实施时，也可以根据图像传感器20的实际需求个数，实际要求位置，以及所需分辨率等，灵活更换多个首级图像处理模块100的设置数量和设置位置，本技术实施例对此不作具体限制。
60.通过上述设置，一方面，可以合理化电路板布局，进一步降低图像信号处理系统10工作过程中的发热量，而提高图像信号处理系统10的安全性能，另一方面，由于图像信号处理系统10包括多个首级图像处理模块100，多个首级图像处理模块100各自可以用于连接至少一个图像传感器20，从而满足多摄市场要求，而未如现有技术般，多个图像传感器20连接于同一图像处理芯片，导致图像处理芯片引脚拓展较多，封装尺寸过大，且工艺加工难度较大，从而提高电路板设计的局限性，也增加了电路板设计制作成本，此外，若多个首级图像
处理模块100各自连接多个图像传感器20，则还能够节省首级图像处理模块100资源，从而降低图像信号处理系统10的设计制作成本。
61.在多个首级图像处理模块100以环形阵列方式设置于电路板边缘位置的基础上，末级图像处理模块200可以设置于多个首级图像处理模块100所形成的环形阵列以内，以进一步降低图像信号处理系统10工作过程中的发热量，而提高图像信号处理系统10的安全性能，同时，方便图像信号处理系统10的整体布线。
62.为扩展图像信号处理系统10的应用范围，本技术实施例中，图像信号处理系统10还包括通信组件(图中未示出)，通信组件与末级图像处理模块200连接。在此情况下，末级图像处理模块200还可以用于对目标图像信号进行图像识别，获得图像识别结果，并通过通信组件将图像识别结果发送给目标终端设备。其中，图像识别可以包括，但不限于，人脸识别、物品识别和场景分析。
63.最后，需要说明的是，本技术实施例中，首级芯片、第一中间级芯片、第二中间级芯片和末级芯片均为具有信号处理能力的集成电路芯片，例如，数字信号处理器(digital signal processor，dsp)，其主要通过内部集成的一系列数学算法，对图像信号进行优化处理，而图像传感器20可以是电荷耦合器(chagre couled device，ccd)传感器，也可以是即互补性金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，cmos)传感器。
64.本技术实施例提供的图像采集设备(图中未示出)包括上述图像信号处理系统10，此外，还可以包括至少一个图像传感器20，而图传感器的具体设置数量，可以根据实际应用需求设定，本技术实施例对此不作具体限制。
65.综上所述，由于本技术实施例提供的图像信号处理系统10包括至少一个首级图像处理模块100和一个末级图像处理模块200，其中，首级图像处理模块100用于接收原始图像信号，并对原始图像信号进行初步处理，获得中间图像信号，将中间图像信号发送给末级图像处理模块200，而末级图像处理模块200用于对接收到的中间图像信号进行二次处理，获得目标图像信号，因此，图像信号从采集到输出的过程中所需的多项图像处理，可由至少一个首级图像处理模块100和一个末级图像处理模块200配合进行，那么，无论是首级图像处理模块100还是末级图像处理模块200都无需支持多项图像处理功能，使得在图像信号处理系统10的工作过程中，首级图像处理模块100和末级图像处理模块200功耗都不会过高，发热量降低，从而提高了图像信号处理系统10的安全性能。
66.本技术实施例提供的图像采集设备具有与上述图像信号处理系统10相同的有益效果，此处不作赘述。
67.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是机械上的固定连接、可拆卸连接或一体地连接，可以是电学上的电连接、通信连接，其中，通信连接又可以是有线通信连接或无线通信连接，此外，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
68.以上所述仅为本技术的部分实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。