一种乱序图像传感器数据的重排方法、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及图像传感器数据处理技术领域，特别涉及一种乱序图像传感器数据的重排方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.通常，传感器的数据传输是顺序传输的，即先传输第一行，接着传输第二行，第三行等，以此类推；但部分传感器的数据传输并非顺序传输，而是乱序传输，比如按照行号1,3,2,4,5,7,6,8,...进行传输。这种乱序传输的数据如果不重新排序，则会对正常的图像处理算法产生很大的麻烦。尤其是需要同时处理多行数据的图像处理算法，比如中值滤波算法，平场校正算法等，这些算法都需要对连续的行数据进行处理；乱序图像传感器数据（周期性乱序图像数据）就会引起算法实现极大的困难。因此对于乱序传输的图像传感器数据，需要进行额外的重排后，再进行图像处理。
3.乱序图像数据并非完全随机，而是存在着周期性。对周期性乱序图像数据进行重排，方法是将数据缓存进存储器后，再按照顺序的方式重新读取，从而获得顺序的存储。通常的数据重排方式中，需要两倍于周期数量的存储单元。比如周期为4时，需要能够容纳8行的数据存储单元进行双缓冲存储，然后实现顺序传输。比如图像数据按照1,3,2,4,5,7,6,8,...传输时，先将第一组数据1,3,2,4按照对应的顺序，存储进需要为1,3,2,4位置的存储单元中，然后开始按照1,2,3,4的顺序进行数据读取，从而实现了数据顺序传输；此时第二组数据5,7,6,8也会同时到来，因此额外需要一个存储空间进行存储5,7,6,8行的数据，即需要双缓冲来进行数据的存储重排。这种重排方式，采用了乱序写入，顺序读出的方式，并且需要双缓冲进行支持。在fpga中，存储单元容量有限，对于行分辨率较高的传感器，双缓冲的存储单元开销极大地占用了fpga的存储单元。
4.与本发明的技术方案相关的一些现有技术如下：中国专利cn1319276c公开了一种减小在线图像压缩数据缓冲区大小的缓冲区读写方法。数据缓冲区首先水平写入a行数据，块处理模块进行垂直的读取，而垂直读取完的a个小块可以组成一个垂直小块，可以进行后续行的垂直写入，保存一行新的数据。该方法可对同一块缓冲区进行巧妙的分区和读写的合理分配，在一个可缓冲区中完成了原本需要两块缓冲区完成的功能，降低了最终的芯片面积和产品成本。
5.中国专利cn 115729443 a公开了一种用于对数据进行排序的方法和装置，存储装置。所述方法包括：a)从缓存单元读取一个数据；b)基于预定分组规则为步骤a)读取的数据确定其所属的分组；c)重复步骤a)和b)多次；d)在对多个数据确定其所属的分组之后，确定所述分组的数量以及每个分组对应的数据的数量；以及e)重新从所述缓存单元依次读取所述多个数据，将所述多个数据依次写入所述缓存单元，其中，属于同一分组的数据被写入所述缓存单元的连续存储空间内。
6.中国专利cn115297174b公开了乱序数据源依序储存的方法、装置及存储介质，方法包括：获取数据采集设备传输的当前数据；其中，每个所述数据采集设备对应唯一的令
牌，每个所述数据采集设备采集到的所有数据附有相同的令牌；根据所述当前数据的所附令牌，判断缓存管理器的存储成员队列中是否存在所述当前数据对应的存储成员；其中，所述存储成员被设定为存储指定数量的附有指定令牌的数据；当所述缓存管理器中存在所述当前数据对应的存储成员，将所述当前数据存入对应的存储成员。本发明所述的乱序数据源依序储存的方法，将乱序到达的数据依序存储，避免了每个应用重复设计及代码维护的开发人力、时间成本。


技术实现要素：

7.本发明提出一种乱序图像传感器数据的重排方法、装置及存储介质，可至少解决上述技术问题之一。
8.为实现上述目的，一种乱序图像传感器数据的重排方法，包括：基于周期性乱序图像传感器数据，以周期数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量；按照第n-1周期数据读取存储空间的顺序，第n周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第n周期数据；其中，n为正整数且n》1；当n=2，第一周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第一周期数据。
9.进一步地，还包括：具有内周期性的乱序图像传感器数据，以周期内组数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量。
10.进一步地，所述具有内周期性的乱序图像传感器数据为周期内存在若干组相同数量的数据，且任一相邻组数据中对应位置的乱序图像传感器数据的顺序序列号差值为1。
11.进一步地，所述写入第n周期数据于存储空间之前，还包括：基于周期性乱序图像传感器数据，判断周期数据的完整性。
12.进一步地，所述判断周期数据的完整性，包括：判断各周期数据的数量是否一致，若任一周期数据的数量存在缺失，则根据与其相邻的周期数据，判断出该周期缺少的数据的位置，并推算出虚拟周期数据；若各周期数据的数量一致，则写入该周期数据于存储空间。
13.进一步地，所述虚拟周期数据只写入其对应的存储空间，不读取该虚拟周期数据。
14.另一方面，本发明还提出一种乱序图像传感器数据的重排装置，包括：完整性判断模块，判断各周期数据的数量是否一致，若任一周期数据的数量存在缺失，则根据与其相邻的周期数据，判断出该周期缺少的数据的位置，并推算出虚拟周期数据；若各周期数据的数量一致，则写入该周期数据与存储空间。所述虚拟周期数据只写入其对应的存储空间，不读取该虚拟周期数据；存储空间设定模块，基于周期性乱序图像传感器数据，以周期数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量；重排模块，用于实现乱序图像传感器数据的重排，包括：按照第n-1周期数据读取存储空间的顺序，第n周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第n周期数据；其中，n为正整数且n》1；当n=2，第一周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第一周期数据。
15.进一步地，还包括：
内周期判定模块，用于判定周期数据是否具有内周期性，若该周期数据具有内周期性，则以周期内组数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量。
16.进一步地，所述具有内周期性的乱序图像传感器数据为周期内存在若干组相同数量的数据，且任一相邻组数据中对应位置的乱序图像传感器数据的顺序序列号差值为1。
17.又一方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的乱序图像传感器数据的重排方法。
18.本发明的有益效果为：本发明在传统的乱序图像传感器数据的重排方法的基础上，在写入和读出时，充分利用同一缓冲区资源，通过以上一周期数据的读取顺序，写入本周期数据的重排方式，保证了数据先读取后写入，不会存在覆盖情况；同时按照周期数据的顺序序列号读取数据，从而既实现了数据重排，又节省了存储单元。
附图说明
19.图1本发明乱序图像传感器数据的重排方法的流程图；图2是本发明中实施例1的数据重排的示意图；图3是本发明中实施例2的传感器数据的示意图；图4是本发明中实施例2的数据重排的示意图。
实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.如图1所示，本发明提出一种乱序图像传感器数据的重排方法，包括：基于周期性乱序图像传感器数据，以周期数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量；按照第n-1周期数据读取存储空间的顺序，第n周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第n周期数据；其中，n为正整数且n》1；当n=2，第一周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第一周期数据。
22.所述周期性乱序图像传感器数据包括，第n周期数据的顺序序列号与第n-1周期数据的顺序序列号差值相同。
23.其中，直出排列是，周期性乱序图像传感器数据按照乱序传输的先后顺序、依次排列，即按照周期性乱序图像传感器数据的既有顺序进行排列。
24.正序排列是，周期性乱序图像传感器数据按照顺序传输的先后顺序、依次排列。通过正序排列，得到任一周期性乱序图像传感器数据的顺序序列号。
实施例1
25.本实施例提出图像传感器的传输数据的重排方法，如图2所示。该数据以16行为一个周期，以一个周期数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量，即单缓冲区的存储空间可以容纳16行数据。
26.本实施例中图像传感器的传输数据中，相邻周期数据的顺序序列号相差均为16，即满足以下周期性：第n周期数据的顺序序列号与第n-1周期数据的顺序序列号差值相同，其中，n为正整数且n》1。
27.本实施例中图像传感器的传输数据，具体如下：第一周期数据为：0, 1, 3, 7, 4, 2, 6, 5, 8, 9, 11, 15, 12, 10, 14, 13；第二周期数据为：16+0, 16+1, 16+3, 16+7, 16+4, 16+2, 16+6, 16+5, 16+8, 16+9, 16+11, 16+15, 16+12, 16+10, 16+14, 16+13；第三周期数据为：32+0, 32+1, 32+3, 32+7, 32+4, 32+2, 32+6, 32+5, 32+8, 32+9, 32+11, 32+15, 32+12, 32+10, 32+14, 32+13；第四周期数据为：48+0, 48+1, 48+3, 48+7, 48+4, 48+2, 48+6, 48+5, 48+8, 48+9, 48+11, 48+15, 48+12, 48+10, 48+14, 48+13；第五周期数据为：64+0, 64+1, 64+3, 64+7, 64+4, 64+2, 64+6, 64+5, 64+8, 64+9, 64+11, 64+15, 64+12, 64+10, 64+14, 64+13。
28.对本实施例中图像传感器的传输数据的重排方法具体如下：将第一周期数据直出排列写入buffer 0
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15中；第二周期数据到来之前，第一周期数据正序排列，即以第一周期数据的顺序序列号读取第一周期数据。如图2所示，以row在缓冲区中的位置为参考，按照 buffer 0 1 5 2 4 7 6 3 8 9 13 10 12 15 14 11读取第一周期数据。
29.此时，若第二周期数据到来，为了保证每个缓冲区中数据先读取再写入，第二周期数据按照buffer 0 1 5 2 4 7 6 3 8 9 13 10 12 15 14 11 写入，即按照第一周期数据的读取方式写入第二周期数据，以此保证每个缓冲区先读后写，不会存在数据覆盖情况。
30.第二周期数据写入后，开始读取第二周期数据；以row在缓冲区中的位置为参考，按照buffer 0 1 7 5 4 3 6 2 8 9 15 13 12 11 14 10 读取第一周期数据。
31.同时，以第二周期数据的读取顺序，写入第三周期数据。
32.第三周期数据写入后，开始读取第三周期数据；以row在缓冲区中的位置为参考，按照buffer 0 1 3 7 4 2 6 5 8 9 11 15 12 10 14 13。
33.同时，以第三周期数据的读取顺序，写入第四周期数据。
34.第四周期数据写入后，开始读取第四周期数据，以row在缓冲区中的位置为参考，读取的buffer顺序刚好是0-15；而第五周期数据按照此buffer顺序写入后，以后每周期数据会重复第一至四周期的读写顺序。
实施例2
35.本实施例在实施例1的基础上，对于具有内周期性的乱序图像传感器数据提供乱序图像传感器数据的重排方法。
36.如图3所示，图像传感器的传输数据为0,4,8,12,1,5,9,13,2,6,10,14,3,7,11,15,16,20,...，该数据以16行为一个周期，即第n周期数据的顺序序列号与第n-1周期数据的顺序序列号差值相同，其中，n为正整数且n》1。且本实施例中列举的图像传感器传输的数据具有内周期性，即周期内存在若干组相同数量的数据，且任一相邻组数据中对应位置的乱序图像传感器数据的顺序序列号差值为1。本实施例中，以16行为一个周期，任一周期中
每4行数据为一组，相邻组中对应位置的数据的顺序序列号差值为1，即该数据以4行数据为内周期。
37.本实施例中需要重排的乱序图像传感器数据，具体如下：第一周期数据为：0,4,8,12,1,5,9,13,2,6,10,14,3,7,11,15,16；第二周期数据为：16,20,24,28,17,21,25,29,18,22,26,30,19,23,27,31。
38.对本实施例中图像传感器的传输数据的重排方法具体如下：本实施例中，具有内周期性的乱序图像传感器数据，以周期内组数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量，即每行存储单元中存储4行数据。
39.第一周期数据的重排方法为：按照内周期性，第一周期的四组数据直出排列横向写入存储空间，即0,4,8,12在第一行存储单元中横向存储；1,5,9,13在第二行存储单元中横向存储；2,6,10,14在第三行存储单元中横向存储；3,7,11,15在第四行存储单元。这样就形成了第一周期数据的存储单元格式，参见图4。
40.基于本实施例数据具有的内周期性，第一周期的数据在存储单元中，竖向排列是顺序的。所以，第一周期数据全部存储完毕后，正序排列读取第一周期数据，即按照0,1,2,3,4...的顺序竖向依次读取存储单元中数据，以此实现第一周期数据的重排。
41.在第一周期数据的读取过程中第二周期数据也会到来，第二周期数据仍使用此存储进行缓存。不同于第一个周期的横向存储方式，第二个周期数据以第一周期的读取顺序存储，即第二周期竖向存储。
42.则，第二周期数据的重排方法为：16,20,24,28竖向存储第一列，17,21,25,29竖向存储第二列，18,22,26,30竖向存储第三列，19,23,27,31竖向存储第四列。
43.由于第二周期数据到来之时，第一周期数据竖向读取，第二周期数据又竖向存储，存储单元先读取后写入，不会发生数据覆盖。
44.当第二周期数据竖向写入后，横向读取第二周期数据；此时第三个周期数据到来，以第二周期的读取方式存储第三周期数据，及横向存储第三周期数据，以此类推，完成本实施例所有乱序图像传感器数据的重排。
45.优选地，本实施例中第一周期数据也可以采用竖向写入、横向读取的重排方式，以此类推，改变后续周期数据的写入及读取方向。
实施例3
46.本实施例在实施例1和实施例2的基础上，对于数据丢失的周期数据提供重排方法。
47.若任一周期数据存在缺失，本实施例在写入第n周期数据于存储空间之前，提出关于周期数据的完整性判断。
48.周期数据的完整性判断具体包括：判断各周期数据的数量是否一致，若任一周期数据的数量存在缺失，则根据与其相邻的周期数据，判断出该周期缺少的数据的位置，并推算出虚拟周期数据；若各周期数据的数量一致，则写入该周期数据于存储空间。
49.其中，虚拟周期数据只写入其对应的存储空间，不读取该虚拟周期数据。
50.另一方面，本发明还提出一种乱序图像传感器数据的重排装置，包括：
完整性判断模块，判断各周期数据的数量是否一致，若任一周期数据的数量存在缺失，则根据与其相邻的周期数据，判断出该周期缺少的数据的位置，并推算出虚拟周期数据；若各周期数据的数量一致，则写入该周期数据与存储空间。所述虚拟周期数据只写入其对应的存储空间，不读取该虚拟周期数据。
51.存储空间设定模块，基于周期性乱序图像传感器数据，以周期数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量。
52.重排模块，用于实现乱序图像传感器数据的重排，包括：按照第n-1周期数据读取存储空间的顺序，第n周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第n周期数据；其中，n为正整数且n》1；当n=2，第一周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第一周期数据。
53.该装置还包括：内周期判定模块，用于判定周期数据是否具有内周期性，若该周期数据具有内周期性，则以周期内组数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量。其中，具有内周期性的乱序图像传感器数据为周期内存在若干组相同数量的数据，且任一相邻组数据中对应位置的乱序图像传感器数据的顺序序列号差值为1。
54.又一方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的乱序图像传感器数据的重排方法。
55.本发明在传统的乱序图像传感器数据的重排方法的基础上，在写入和读出时，充分利用同一缓冲区资源，通过以上一周期数据的读取顺序，写入本周期数据的重排方式，保证了数据先读取后写入，不会存在覆盖情况；同时按照周期数据的顺序序列号读取数据，从而既实现了数据重排，又节省了存储单元。
56.以上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。
57.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种乱序图像传感器数据的重排方法，其特征在于，包括：基于周期性乱序图像传感器数据，以周期数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量；按照第n-1周期数据读取存储空间的顺序，第n周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第n周期数据；其中，n为正整数且n>1；当n=2，第一周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第一周期数据。2.根据权利要求1所述的乱序图像传感器数据的重排方法，其特征在于，还包括：具有内周期性的乱序图像传感器数据，以周期内组数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量。3.根据权利要求2所述的乱序图像传感器数据的重排方法，其特征在于，所述具有内周期性的乱序图像传感器数据为周期内存在若干组相同数量的数据，且任一相邻组数据中对应位置的乱序图像传感器数据的顺序序列号差值为1。4.根据权利要求1所述的乱序图像传感器数据的重排方法，其特征在于，所述写入第n周期数据于存储空间之前，还包括：基于周期性乱序图像传感器数据，判断周期数据的完整性。5.根据权利要求4所述的乱序图像传感器数据的重排方法，其特征在于，所述判断周期数据的完整性，包括：判断各周期数据的数量是否一致，若任一周期数据的数量存在缺失，则根据与其相邻的周期数据，判断出该周期缺少的数据的位置，并推算出虚拟周期数据；若各周期数据的数量一致，则写入该周期数据于存储空间。6.根据权利要求5所述的乱序图像传感器数据的重排方法，其特征在于，所述虚拟周期数据只写入其对应的存储空间，不读取该虚拟周期数据。7.一种乱序图像传感器数据的重排装置，其特征在于，包括：完整性判断模块，判断各周期数据的数量是否一致，若任一周期数据的数量存在缺失，则根据与其相邻的周期数据，判断出该周期缺少的数据的位置，并推算出虚拟周期数据；若各周期数据的数量一致，则写入该周期数据与存储空间。所述虚拟周期数据只写入其对应的存储空间，不读取该虚拟周期数据；存储空间设定模块，基于周期性乱序图像传感器数据，以周期数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量；重排模块，用于实现乱序图像传感器数据的重排，包括：按照第n-1周期数据读取存储空间的顺序，第n周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第n周期数据；其中，n为正整数且n>1；当n=2，第一周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第一周期数据。8.根据权利要求7所述的乱序图像传感器数据的重排装置，其特征在于，还包括：内周期判定模块，用于判定周期数据是否具有内周期性，若该周期数据具有内周期性，则以周期内组数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量。9.根据权利要求8所述的乱序图像传感器数据的重排装置，其特征在于，所述具有内周期性的乱序图像传感器数据为周期内存在若干组相同数量的数据，且任一相邻组数据中对应位置的乱序图像传感器数据的顺序序列号差值为1。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序
被处理器执行时实现如权利要求1-6任一所述的一种乱序图像传感器数据的重排方法。

技术总结
本发明提出一种乱序图像传感器数据的重排方法、装置及存储介质。其中，乱序图像传感器数据的重排方法，包括：基于周期性乱序图像传感器数据，以周期数据的数量作为单缓冲区的存储空间的数量；按照第N-1周期数据读取存储空间的顺序，第N周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第N周期数据；其中，N为正整数且N>1。当N=2，第一周期数据直出排列写入存储空间；正序排列读取第一周期数据。本发明充分利用同一缓冲区资源，通过以上一周期数据的读取顺序，写入本周期数据的重排方式，保证了数据先读取后写入，实现了数据重排，节省了存储单元。元。元。


技术研发人员：王淑文 张光宇 杨晨飞 曹桂平 董宁
受保护的技术使用者：合肥埃科光电科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/31