專利名稱：Cmos圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出接口的低功耗編解碼方法及編解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及CMOS圖像傳感器，特別涉及RAW RGB輸出格式 的CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出接口的低功耗編碼。
背景技術(shù)：
CMOS圖像傳感器(CMOS image sensor, CIS)將圖像信息處理單元電路與像素陣列 集成在同一芯片上，憑借其成本和體積的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于數(shù)碼照相機、手機等便攜設(shè)備。
現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器CIS其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示，它由像素陣列12和外圍電 路組成，像素單元ll由光電二極管和電荷/電壓轉(zhuǎn)換電路組成，負責(zé)將光強轉(zhuǎn)化為電壓信 號；像素構(gòu)成的陣列通過行列掃描的方式依次輸出每個像素單元上的電平信號，并經(jīng)可控 增益放大器15和高速A/D轉(zhuǎn)換器16到達數(shù)據(jù)輸出接口 。 CMOS圖像傳感器CIS像素陣列排布的Bayer模式，如圖2所示。其像素單元上，覆 蓋著紅、綠、藍不同色彩的彩色濾光膜，構(gòu)成色彩濾鏡陣列CFA。單一像素點僅感應(yīng)一種色彩 的光線強度，不同色彩的像素點間隔排列。由于人眼對綠色最為敏感，紅像素點R綠像素點 G藍像素點B通常按照1 : 2 : 1的比例構(gòu)成，稱為Bayer模式，對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)輸出形式 稱為RAW RGB格式。Bayer模式像素的排放形式和圖像數(shù)據(jù)的逐行掃描輸出方式?jīng)Q定RAW RGB輸出數(shù)據(jù)傳送特點為奇數(shù)行以R，G，R，G...方式依次并行輸出像素信號；偶數(shù)行以G， B，G，B...方式依次并行輸出像素信號?？梢?，同色像素數(shù)據(jù)以間隔傳送的方式輸出。
對于數(shù)碼照相機、手機等便攜設(shè)備，用戶一次充電后使用時間的長短成為衡量其 性能的重要指標(biāo)，因此伴隨著CMOS圖像傳感器CIS像素數(shù)的不斷增長，更低功耗的CIS設(shè) 計成為其技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。由于其數(shù)據(jù)輸出接口信號翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動態(tài)功耗占CIS總功 耗的比例呈上升趨勢，因此CIS數(shù)據(jù)輸出接口的低功耗設(shè)計方法研究也顯得越發(fā)重要。
總線編碼技術(shù)是降低總線或接口動態(tài)功耗的重要手段之一。文獻Bus-Invert Coding for Low-Power I/O中的BI (bus-invert)編碼方法通過計算欲傳送數(shù)據(jù)與此前 總線傳送數(shù)據(jù)的漢明距離是否大于N/2 (N為總線位寬)，確定以反碼方式或原碼方式傳送 數(shù)據(jù)，并通過冗余信號線表明傳送原碼或反碼。文獻Low Power Chip Interface based on BusData Encoding with Adaptive Code-book Method中的自適應(yīng)碼本(Adaptive Code-book)編碼方法在碼本中查找與欲傳送數(shù)據(jù)漢明距離最短的數(shù)據(jù)并與之異或，再與上 次傳送數(shù)據(jù)異或后發(fā)送，并通過冗余位傳送相應(yīng)碼本數(shù)據(jù)的代碼，同時碼本存儲數(shù)據(jù)更新。
就CMOS圖像傳感器CIS數(shù)據(jù)輸出接口 ，上述兩種編碼方法存在不足BI編碼方法 結(jié)構(gòu)簡單，但需增加一根冗余信號線，動態(tài)功耗節(jié)省率(節(jié)省功耗與原功耗之比)低；自適 應(yīng)碼本編碼方法功耗節(jié)省率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實現(xiàn)成本(面積、延遲和自身功耗)高，并需增 加多根冗余線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述兩種編碼方法的缺點，提供一種CMOS圖像傳感器數(shù)
據(jù)輸出接口的低功耗編解碼方法及編解碼器，以提高動態(tài)功耗節(jié)省率，有效減少編解碼器
的面積和延遲并降低其功耗和輸出接口的信號活動性。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的編解碼方法，包括以下兩種方案 技術(shù)方案1， 一種CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出接口的低功耗編解碼方法，包括 (1)編碼步驟 (la)對于N位像素數(shù)據(jù)的低N-k位，將其原數(shù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口 ；
(lb)對于N位像素數(shù)據(jù)的高k位，判斷當(dāng)前周期像素數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第二
個周期的像素數(shù)據(jù)是否相等，若兩個周期像素數(shù)據(jù)相等則保持該高k位的接口不變；若不
等則判斷其是否與當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)相等，如果與接口數(shù)據(jù)不等則將
當(dāng)前周期數(shù)據(jù)原數(shù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口，如果相等則將當(dāng)前周期之前第二個周期的像素數(shù)
據(jù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口。
(2)解碼步驟 (2a)對于N位接口數(shù)據(jù)低N-k位，將其傳送至數(shù)據(jù)處理模塊輸出端口 ； (2b)對于N位接口數(shù)據(jù)高k位，判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第一個周期
的接口數(shù)據(jù)是否相等，若兩個接口數(shù)據(jù)相等則傳送當(dāng)前周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)
據(jù)，若不等則判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)是否相同，如果
與當(dāng)前周期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)不同則原數(shù)傳送當(dāng)前接口信號，如果數(shù)據(jù)相同則
傳送當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)。 技術(shù)方案2，一種CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出接口的低功耗編解碼方法，包含
A.編碼步驟 (Al)對于N位像素數(shù)據(jù)的低N-k位，使用總線反轉(zhuǎn)編碼方法對其進行編碼；
(A2)對于N位像素數(shù)據(jù)的高k位，判斷當(dāng)前周期像素數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第二 個周期的像素數(shù)據(jù)是否相等，若兩個周期像素數(shù)據(jù)相等則保持該高k位的接口不變；若不 等則判斷其是否與當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)相等，如果與當(dāng)前周期之前的第 一個周期的接口數(shù)據(jù)不等，則將當(dāng)前周期數(shù)據(jù)原數(shù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口 ，如果與當(dāng)前周期 之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)相等，則將第二個周期的像素數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口 。
B.解碼步驟 (Bl)對于N位接口數(shù)據(jù)的低N-k位，使用總線反轉(zhuǎn)解碼方法對其進行解碼； (B2)對于N位接口數(shù)據(jù)高k位，判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第一個周期
的接口數(shù)據(jù)是否相等，若兩個接口數(shù)據(jù)相等則傳送當(dāng)前周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)
據(jù)；若不等則判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)是否相同，如果
與當(dāng)前周期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)不同，則原數(shù)傳送當(dāng)前接口信號，如果數(shù)據(jù)相同
則傳送當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的編碼器，包括 數(shù)據(jù)記憶裝置，用于記錄當(dāng)前周期之前的第二個周期的像素數(shù)據(jù)高k位和當(dāng)前周 期之前的第一周期的接口數(shù)據(jù)高k位； 第一判斷裝置，用于比較當(dāng)前周期像素數(shù)據(jù)高k位與當(dāng)前周期之前的第二個周期的像素數(shù)據(jù)高k位是否相等，若相等輸出為"1 "，若不等輸出為"0"; 第二判斷裝置，用于比較當(dāng)前周期像素數(shù)據(jù)高k位與當(dāng)前周期之前的第一個周期 的接口數(shù)據(jù)高k位是否相等，若相等輸出為"l"，若不等輸出為"O"; 多路復(fù)用裝置，用于對當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)高k位、當(dāng)前周期 像素數(shù)據(jù)高k位和當(dāng)前周期之前的第二個周期的像素數(shù)據(jù)高k位這三個數(shù)據(jù)進行選擇輸 出，輸出結(jié)果作為接口數(shù)據(jù)； 所述的第一判斷裝置和第二判斷裝置的輸出均給多路復(fù)用裝置，當(dāng)?shù)谝慌袛嘌b置 輸出"O"后，第二判斷裝置進行數(shù)據(jù)的比較，多路復(fù)用裝置根據(jù)第一和第二判斷裝置的輸出 結(jié)果選擇數(shù)據(jù)的輸出。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解碼器，包括 數(shù)據(jù)存儲裝置，用于記錄當(dāng)前周期之前的第一個周期的編碼后數(shù)據(jù)高k位和當(dāng)前 周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)據(jù)高k位； 第一比較裝置，用于比較當(dāng)前周期編碼后數(shù)據(jù)高k位與當(dāng)前周期之前的第一個周
期的編碼后數(shù)據(jù)高k位是否相等，若相等輸出為"1 "，若不等輸出為"0"; 第二比較裝置，用于比較當(dāng)前周期編碼后數(shù)據(jù)高k位與當(dāng)前周期之前的第二個周
期的解碼后數(shù)據(jù)高k位是否相等，若相等輸出為"1 "，若不等輸出為"0"; 數(shù)據(jù)選擇裝置，用于對當(dāng)前周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)據(jù)高k位、當(dāng)前周
期編碼后數(shù)據(jù)高k位和當(dāng)前周期之前的第一個周期的編碼后數(shù)據(jù)高k位這三個數(shù)據(jù)進行選
擇輸出。 所述的第一比較裝置和第二比較裝置的輸出均給數(shù)據(jù)選擇裝置，當(dāng)?shù)谝槐容^裝置
輸出"O"后，第二比較裝置進行數(shù)據(jù)的比較，數(shù)據(jù)選擇裝置根據(jù)第一和第二比較裝置的輸出
結(jié)果選擇數(shù)據(jù)的輸出。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點 本發(fā)明的技術(shù)方案1由于依據(jù)CMOS圖像傳感器CIS像素陣列排布特點和RAW RGB
格式輸出數(shù)據(jù)特點，以及同色像素信號高位相關(guān)性高、活動性低的結(jié)論，提出對數(shù)據(jù)低位原
數(shù)傳送，對數(shù)據(jù)高位的前后周期進行記錄比較最終選擇輸出的方案，因而編碼方法簡單，并
且編碼器及解碼器的面積、延遲和功耗較小且無冗余線。仿真結(jié)果表明，對于N二 12，高位
k = 6和低位(N-k) = 6的圖像數(shù)據(jù)，采用本方案節(jié)省動態(tài)功耗可達24. 2%。 本發(fā)明的技術(shù)方案2由于依據(jù)CMOS圖像傳感器CIS像素陣列排布特點和RAW RGB
格式輸出數(shù)據(jù)特點，以及同色像素信號高位相關(guān)性高、活動性低的結(jié)論，提出對數(shù)據(jù)低位采 用BI編解碼，對數(shù)據(jù)高位的前后周期進行記錄比較最終選擇輸出的方案，編解碼器的面 積、延遲和功耗較小，只需增加一位冗余線。仿真結(jié)果表明，對于N二 12，高位k二6和低位 (N-k) = 6的圖像數(shù)據(jù)，采用本方案節(jié)省動態(tài)功耗可達34. 5%。


圖1是現(xiàn)有CMOS圖像傳感器CIS的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2是現(xiàn)有CMOS圖像傳感器CIS像素陣列排布的Bayer模式圖；
圖3是本發(fā)明提供的編解碼方法實現(xiàn)接口低功耗第一實施例示意圖；
圖4是本發(fā)明提供的編解碼方法實現(xiàn)接口低功耗第二實施例示意 圖5是本發(fā)明編碼器的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖6是本發(fā)明解碼器的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實現(xiàn)是基于如下定義b(t)為當(dāng)前周期對應(yīng)像素點的原始數(shù)據(jù)，B(t)為 當(dāng)前周期總線接口信號數(shù)據(jù)，J(t)為當(dāng)前周期經(jīng)解碼后恢復(fù)的像素數(shù)據(jù)，b(t) [N-l:N-k]， b(t) [N-k-l:0]分別為b(t)的高k位，低k位信號，對應(yīng)的接口信號數(shù)據(jù)為B(t) [N-l:N-k]， B(t) [N-k-l:O]，對應(yīng)的解碼后像素數(shù)據(jù)為J(t) [N-l:N-k]， J(t) [N-k-l:O]。
第一實施例 參照圖3， CMOS圖像傳感器CIS芯片31通過數(shù)據(jù)輸出接口 35與外部的數(shù)據(jù)處理 模塊33進行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。原始像素數(shù)據(jù)高k位b (t) [N-l :N-k]在被傳送至數(shù)據(jù)輸出接口 35 之前，需經(jīng)過編碼器32編碼；與此對應(yīng)，接口數(shù)據(jù)需經(jīng)過解碼器34解碼實現(xiàn)數(shù)據(jù)還原，其 中，數(shù)據(jù)低位b(t) [N-k-l:O]不參與編解碼。 該實施例設(shè)原始像素數(shù)據(jù)位寬N = 12，高位位寬k = 6，其編解碼的具體步驟如 下 步驟l，選用12位像素數(shù)據(jù)的低6位和高6位，但不現(xiàn)有12位，分別進行編碼，其 中低6位的編碼執(zhí)行步驟2，高6位的編碼執(zhí)行步驟3。 步驟2，將像素數(shù)據(jù)的低6位b(t)[5:0]用原數(shù)直接傳送至數(shù)據(jù)輸出接口 B(t) [5:0]。 步驟3，對像素數(shù)據(jù)的高6位，首先判斷當(dāng)前周期像素數(shù)據(jù)b(t) [11:6]與當(dāng)前周期 之前的第二個周期的像素數(shù)據(jù)b(t-2) [11:6]是否相等，若兩個周期像素數(shù)據(jù)相等則保持 該高6位的接口不變，此時編碼輸出B(t)[ll:6] =B(t-l)[ll:6];若不等則再判斷其與當(dāng) 前周期之前第一個周期的接口數(shù)據(jù)B(t-l)[ll:6]是否相等；如果與接口數(shù)據(jù)不等則將當(dāng) 前周期數(shù)據(jù)原數(shù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口 ，即B (t) [11:6] = b (t) [11:6]，如果相等則將當(dāng)前周 期之前第二個周期的像素數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口 ，此時B (t) [11:6] = b (t-2) [11:6]。
通過以上所述的步驟1 3，完成對12位原始像素數(shù)據(jù)的編碼。
步驟4，對于12位接口數(shù)據(jù)的低6位B (t) [5:0]，將其傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊低6位 輸出端口 J(t) [5:0]。 步驟5，對于12位接口數(shù)據(jù)高6位，判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)B(t) [11:6]與當(dāng)前周期 之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)B(t-l)[ll:6]是否相等，若兩個接口數(shù)據(jù)相等則傳送當(dāng)前 周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)據(jù)J(t-2)[ll:6]，若不等則判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)B(t) [11:6]與當(dāng)前周期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)J(t-2)[11:6]是否相同，如果與當(dāng)前 周期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)不同則將原數(shù)B(t)[ll:6]傳送至當(dāng)前輸出接口 J(t) [11:6]，如果數(shù)據(jù)相同則傳送當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)B(t-l) [11:6]。
通過以上所述的步驟4 5，完成對12位編碼后的總線接口信號數(shù)據(jù)的解碼。
第二實施例 圖4是根據(jù)本發(fā)明提供的另一種編碼方法實現(xiàn)接口低功耗的示意圖，與圖3的不 同的是該方法對原始像素數(shù)據(jù)低位b(t) [N-k-l:0]采用了 BI編碼，經(jīng)BI編碼器46編碼 后，再由BI解碼器47解碼。相同的是對數(shù)據(jù)高位b (t) [N-l :N-k]采用了同樣的編碼策略。
7參照圖4， B(t) [N-k-l:0]為數(shù)據(jù)低位b(t) [N-k-l:O]經(jīng)過BI編碼后傳送至接口的反相信 號或原始信號，INV為1位反相標(biāo)志位。 該實施例設(shè)原始像素數(shù)據(jù)位寬N = 12，高位位寬k = 6，其編解碼的具體步驟如 下 步驟A，選用12位像素數(shù)據(jù)的低6位和高6位，但不現(xiàn)有12位，分別進行編碼，其 中低6位的編碼執(zhí)行步驟B，高6位的編碼執(zhí)行步驟C。 步驟B，對于12位像素數(shù)據(jù)的低6位，使用總線反轉(zhuǎn)BI編碼方法對其進行編碼。
將圖4所示的低6位原始像素數(shù)據(jù)b(t) [5:0]經(jīng)過BI編碼后輸出至接口信號數(shù) 據(jù)B(t) [5:0]，并通過一根信號線INV標(biāo)識是否需要將信號線翻轉(zhuǎn)，以B(t) [5:0]與INV信 號線作為BI解碼器的輸入。 步驟C，對于12位像素數(shù)據(jù)的高6位，首先判斷當(dāng)前周期像素數(shù)據(jù)b (t) [11:6]與 當(dāng)前周期之前的第二個周期的像素數(shù)據(jù)b(t-2) [11:6]是否相等，若兩個周期像素數(shù)據(jù)相 等則保持該高6位的接口不變，此時編碼輸出B(t)[ll:6] =B(t-l)[ll:6];若不等則判斷 其是否與當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)相等，如果與接口數(shù)據(jù)不等則將當(dāng)前周期 數(shù)據(jù)原數(shù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口 ，即B (t) [11:6] = b (t) [11:6]，如果相等則將第二個周期的 像素數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口，此時B(t) [11:6] = b(t-2) [11:6]。
通過以上所述的步驟A C，完成對12位原始像素數(shù)據(jù)的編碼。
步驟D，對于12位接口數(shù)據(jù)的低6位，使用總線反轉(zhuǎn)BI解碼方法對其進行解碼，經(jīng) 過BI解碼后輸出至數(shù)據(jù)處理模塊低6位輸出端口 J(t) [5:0]。 步驟E，對于12位接口數(shù)據(jù)高6位，首先判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)B(t) [11:6]與當(dāng)前周 期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)B(t-l)[ll:6]是否相等，若兩個接口數(shù)據(jù)相等則傳送當(dāng) 前周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)據(jù)J(t-2)[ll:6]，若不等則判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)B(t) [11:6]與當(dāng)前周期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)J(t-2)[11:6]是否相同，如果與當(dāng)前周 期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)不同則將原數(shù)B(t)[ll:6]傳送至當(dāng)前輸出接口，如果數(shù) 據(jù)相同則傳送當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)B(t-l)[ll:6]。
通過以上所述的步驟D E，完成對12位編碼后的總線接口信號數(shù)據(jù)的解碼。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的編碼器結(jié)構(gòu)原理圖，該編碼器針對圖3和圖4中的數(shù)據(jù) 高k位進行編碼。其中54是數(shù)據(jù)記憶裝置，55是第一判斷裝置，56是第二判斷裝置，57是 多路復(fù)用裝置。歷史數(shù)據(jù)的記錄通過插入寄存器53來實現(xiàn)，插入兩級寄存器53便可記錄 當(dāng)前周期之前第二個周期的數(shù)據(jù)。為了滿足初始化的需要，寄存器53擁有異步清零功能。 首先通過比較器51比較當(dāng)前像素數(shù)據(jù)b(t) [N-l:N-k]和當(dāng)前周期之前第二個周期的像素 數(shù)據(jù)b(t-2) [N-l:N-k]是否相等，若相等則比較器置為"l"，并控制多路選擇器52輸出當(dāng)前 周期之前第一個周期的接口數(shù)據(jù)B (t-l) [N-l:N-k]，即接口高k位信號保持不變；若不等則 判斷b(t) [N-l:N-k]與B(t-l) [N-l:N-k]是否相同，不同則原數(shù)傳送b (t) [N-l:N-k]，相同 則傳送b(t-2) [N-l:N-k]。 其中，在判斷出數(shù)據(jù)不滿足b(t) [N-l:N-k] = b (t_2) [N_l:N_k]后，需判斷其是否 滿足b(t) [N-l:N-k] = B(t-l) [N-l:N-k]。這是為了避免原數(shù)傳送，即B (t) [N_l :N_k]= b(t) [N-l:N-k]的數(shù)據(jù)恰好與當(dāng)前周期之前第一個周期的編碼輸出B(t-l) [N-l:N-k]相等 時導(dǎo)致的數(shù)據(jù)恢復(fù)錯誤。
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圖6是示出本發(fā)明解碼器的結(jié)構(gòu)原理圖，該解碼器針對圖3和圖4中數(shù)據(jù)高k位 進行解碼。其中64是數(shù)據(jù)記憶裝置，65是第一判斷裝置，66是第二判斷裝置，67是多路復(fù) 用裝置。數(shù)據(jù)記憶裝置64采用具有異步清零功能的寄存器63。比較器61判斷當(dāng)前接口 高k位信號數(shù)據(jù)B(t) [N-l:N-k]與當(dāng)前周期之前第一個周期接口數(shù)據(jù)B(t-l) [N-l:N-k]是 否保持不變，若不變則傳送當(dāng)前周期之前第二個周期的解碼后數(shù)據(jù)J(t-2) [N-l:N-k];若 改變則判斷當(dāng)前接口高k位信號數(shù)據(jù)B(t) [N-l:N-k]與當(dāng)前周期之前第二個周期的解碼 后數(shù)據(jù)J (t-2) [N-l:N-k]是否相同，不同則原數(shù)傳送B (t) [N-l:N-k]，相同則傳送B (t-l) [N-l:N-k]。 上面所述本發(fā)明的具體實施方式
簡單有效，能夠顯著降低RAWRGB輸出格式的
CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出接口的功耗，且編解碼器帶來的面積、功耗和延遲都不大。仿真結(jié)
果表明，對于原始圖像像素數(shù)據(jù)位寬N = 12，高位位寬k = 6，第一實施例與第二實施例的
動態(tài)功耗節(jié)省率分別為24. 2% ， 34. 5% ，顯著降低了輸出接口的信號活動性。 盡管本發(fā)明對CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出接口的低功耗編解碼方法及編解碼設(shè)備
作了詳盡的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以按照本發(fā)明的構(gòu)思和方案作出變更，但圍繞本發(fā)
明的任何修改和變化均在本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出接口的低功耗編解碼方法，包含(1)編碼步驟(1a)對于N位像素數(shù)據(jù)的低N-k位，將其原數(shù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口；(1b)對于N位像素數(shù)據(jù)的高k位，判斷當(dāng)前周期像素數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第二個周期的像素數(shù)據(jù)是否相等，若兩個周期像素數(shù)據(jù)相等則保持該高k位的接口不變；若不等則判斷其是否與當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)相等，如果與接口數(shù)據(jù)不等則將當(dāng)前周期數(shù)據(jù)原數(shù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口，如果相等則將第二個周期的像素數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口。(2)解碼步驟(2a)對于N位接口數(shù)據(jù)低N-k位，將其傳送至數(shù)據(jù)處理模塊輸出端口；(2b)對于N位接口數(shù)據(jù)高k位，判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)是否相等，若兩個接口數(shù)據(jù)相等則傳送當(dāng)前周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)據(jù)，若不等則判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)是否相同，如果與當(dāng)前周期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)不同則原數(shù)傳送當(dāng)前接口信號，如果數(shù)據(jù)相同則傳送當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的低功耗編解碼方法，其中N的值取決于CMOS圖像傳感器中A/D 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)位寬，k的值取為N/2。
3. 如權(quán)利要求1所述的低功耗編解碼方法，其中所述的當(dāng)前周期之前的第二個周期的 像素數(shù)據(jù)和當(dāng)前周期之前的第一個周期接口數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)記憶裝置進行記錄，當(dāng)前周期之 前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)和當(dāng)前周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)存儲裝 置進行存儲。
4. 一種CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出接口的低功耗編解碼方法，包含A. 編碼步驟(Al)對于N位像素數(shù)據(jù)的低N-k位，使用總線反轉(zhuǎn)編碼方法對其進行編碼； (A2)對于N位像素數(shù)據(jù)的高k位，判斷當(dāng)前周期像素數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第二個周 期的像素數(shù)據(jù)是否相等，若兩個周期像素數(shù)據(jù)相等則保持該高k位的接口不變；若不等則 判斷其是否與當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)相等，如果與當(dāng)前周期之前的第一個 周期的接口數(shù)據(jù)不等，則將當(dāng)前周期數(shù)據(jù)原數(shù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口 ，如果與當(dāng)前周期之前 的第一個周期的接口數(shù)據(jù)相等，則將第二個周期的像素數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)輸出接口 。B. 解碼步驟(Bl)對于N位接口數(shù)據(jù)的低N-k位，使用總線反轉(zhuǎn)解碼方法對其進行解碼； (B2)對于N位接口數(shù)據(jù)高k位，判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第一個周期的接 口數(shù)據(jù)是否相等，若兩個接口數(shù)據(jù)相等則傳送當(dāng)前周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)據(jù)； 若不等則判斷當(dāng)前接口數(shù)據(jù)與當(dāng)前周期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)是否相同，如果與當(dāng) 前周期之前的第二周期的解碼后數(shù)據(jù)不同，則原數(shù)傳送當(dāng)前接口信號，如果數(shù)據(jù)相同則傳 送當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的低功耗編碼方法，其特征在于其中N的值取決于CMOS圖像傳感 器中A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)位寬，k的值取為N/2。
6. 如權(quán)利要求4所述的低功耗編碼方法，其特征在于所述的當(dāng)前周期之前的第二個周期的像素數(shù)據(jù)和當(dāng)前周期之前的第一個周期接口數(shù)據(jù)以及當(dāng)前周期之前的第二個周期的 解碼后數(shù)據(jù)均采用數(shù)據(jù)記憶裝置進行記錄。
7. —種CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出接口的低功耗編碼器，包括數(shù)據(jù)記憶裝置(54)，用于記錄當(dāng)前周期之前的第二個周期的像素數(shù)據(jù)高k位和當(dāng)前周 期之前的第一周期的接口數(shù)據(jù)高k位；第一判斷裝置(55)，用于比較當(dāng)前周期像素數(shù)據(jù)高k位與當(dāng)前周期之前的第二個周期 的像素數(shù)據(jù)高k位是否相等，若相等輸出為"1 "，若不等輸出為"0";第二判斷裝置(56)，用于比較當(dāng)前周期像素數(shù)據(jù)高k位與當(dāng)前周期之前的第一個周期 的接口數(shù)據(jù)高k位是否相等，若相等輸出為"1 "，若不等輸出為"0";多路復(fù)用裝置(57)，用于對當(dāng)前周期之前的第一個周期的接口數(shù)據(jù)高k位、當(dāng)前周期 像素數(shù)據(jù)高k位和當(dāng)前周期之前的第二個周期的像素數(shù)據(jù)高k位這三個數(shù)據(jù)進行選擇輸 出，輸出結(jié)果作為接口數(shù)據(jù)；第一判斷裝置和第二判斷裝置的輸出均給多路復(fù)用裝置，當(dāng)?shù)谝慌袛嘌b置輸出"O"后， 第二判斷裝置進行數(shù)據(jù)的比較，多路復(fù)用裝置根據(jù)第一和第二判斷裝置的輸出結(jié)果選擇數(shù) 據(jù)的輸出。
8. —種CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出接口的低功耗解碼器，包括數(shù)據(jù)存儲裝置(64)，用于記錄當(dāng)前周期之前的第一個周期的編碼后數(shù)據(jù)高k位和當(dāng)前 周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)據(jù)高k位；第一比較裝置(65)，用于比較當(dāng)前周期編碼后數(shù)據(jù)高k位與當(dāng)前周期之前的第一個周 期的編碼后數(shù)據(jù)高k位是否相等，若相等輸出為"l"，若不等輸出為"0";第二比較裝置(66)，用于比較當(dāng)前周期編碼后數(shù)據(jù)高k位與當(dāng)前周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)據(jù)高k位是否相等，若相等輸出為"l"，若不等輸出為"0";數(shù)據(jù)選擇裝置(67)，用于對當(dāng)前周期之前的第二個周期的解碼后數(shù)據(jù)高k位、當(dāng)前周 期編碼后數(shù)據(jù)高k位和當(dāng)前周期之前的第一個周期的編碼后數(shù)據(jù)高k位這三個數(shù)據(jù)進行選 擇輸出。第一比較裝置和第二比較裝置的輸出均給數(shù)據(jù)選擇裝置，當(dāng)?shù)谝槐容^裝置輸出"O"后， 第二比較裝置進行數(shù)據(jù)的比較，數(shù)據(jù)選擇裝置根據(jù)第一和第二比較裝置的輸出結(jié)果選擇數(shù) 據(jù)的輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CMOS圖像傳感器數(shù)據(jù)輸出接口的低功耗編解碼方法及編解碼器。其編碼過程為對原始像素數(shù)據(jù)低N-k位采用原數(shù)傳送方式或BI編碼方法編碼；對原始像素數(shù)據(jù)高k位比較當(dāng)前周期與當(dāng)前周期之前第二個周期像素數(shù)據(jù)，若相等則接口數(shù)據(jù)輸出保持不變，若不等則比較當(dāng)前信號與當(dāng)前周期之前第一個周期的接口信號，若不等則原數(shù)傳送，若相等則傳送當(dāng)前周期之前第二個周期的原始數(shù)據(jù)。采用本發(fā)明具有編解碼電路簡單，延遲時間小和功耗低的優(yōu)點，可應(yīng)用于數(shù)碼照相機、手機等低功耗便攜設(shè)備中。
文檔編號H04N5/335GK101790024SQ20101010720
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者劉毅, 文博, 楊銀堂, 王寧 申請人:西安電子科技大學(xué)