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浅谈:百万像素摄像机芯片技术解析
2012/10/9 09:44   CPS中安网      关键字:百万像素摄像机,芯片      浏览量:
高清摄像机中应用的NXPASC8850,Hislicon Hi3516,都集成了ISP中实现的3A、3D降噪、宽动态(WDR)、强光抑制、背光补偿、数字防抖等图像处理功能,Hi3516芯片还集成了智能分析加速引擎,支持智能运动侦测、周界防范、人脸检测、镜头保护等多种分析应用。并且,这些SoC芯片对我们厂商还开放了ISP相关的API(程序接口),可供我们对ISP效果二次调节开发优化。
  套片模式:由Sensor厂商将自主开发的ISP结合自家Sensor形成图像采集处理解决方案推向客户,其中的图像处理算法及各种调试工作已经完成,摄像机厂商只需要做接口对接并后端压缩或转换成数字视频(HD-SDI)即可。这种模式我们称为Stand-Alone Devices或者Camera System Onchip。

  第一种来源方式具备较高的灵活性,使得开发者在选择方案时拥有更多的组合(主要是选择不同厂商的Sensor)。但是对于产品而言,一方面增加了整机的功耗、散热等问题,另外也增加产品开发投入,也意味着研发高清摄像机产品的厂商需要更雄厚的技术实力。而后两种来源方案无疑大大降低了产品开发的门槛,但相对自主研发ISP肯定要增加部分成本。设想如果有集成度更高的高清摄像机芯片解决方案,将ISP和视频压缩编码功能融合在一起无疑是更好的选择。

  压缩处理器或数字视频转换

  首先我们来了解压缩处理和数字视频转换的概念。ISP将前端图像传感器信号处理后,一般会以MPTE296M/BT.1120/YUV4:2:2等数字接口格式传输到后端处理芯片中。压缩处理器(SoC或DSP)可以将视频信号以H.264/MPEG-4/MJPEG算法进行编码压缩,然后通过内建的网络服务以TCP/IP协议的网络信号进行传输给用户。数字视频转换则是非压缩方式,通过数字视频转换芯片将ISP输出的数字信号转换成SD-SDI/HD-SDI/3G-SDI信号,分别对应标准清晰度(VGA)、高清标准(1080P@30fps)、1080P@60fps甚至更高的分辨率。HD-SDI高清视频信号需要使用专用的传输周边设备,如SDI光端机、SDI矩阵等等。

  在此,我们着重介绍压缩处理器。我们看到一款高清摄像机产品的参数性能时,时常看到SoC这个字样,SoC(SystemOnChip)的定义多种多样,由于它的应用领域范围广,内涵丰富很难给出具体定义。一般来说我们称为系统级芯片,也称片上系统,意指它是一个系统,是一个专用的集成电路,其中包含完整的高清摄像机系统并嵌入软件服务。

  高清摄像机中的SoC市场上常见的厂商有Ti(德州仪器)、Ambarella(安霸)、Hislicon(海思半导体)、NXP(恩智浦半导体)等。不同厂家的硬件压缩处理器拥有各自的特性,比如低功耗、高性能、高视频压缩质量、高压缩比等。我们前文中提到将ISP图像信号处理与后端视频压缩融合的概念,传统意义上来讲,前文介绍的高清摄像机的几个重要器件是彼此分开的,不同的处理工作由不同的芯片完成,那么随着SoC芯片技术的发展和市场的大趋势,越来越多的厂商将ISP与视频压缩处理甚至是智能分析技术融合在一起,将功能固化在一颗芯片中。

  高清摄像机中应用的NXPASC8850,Hislicon Hi3516,都集成了ISP中实现的3A、3D降噪、宽动态(WDR)、强光抑制、背光补偿、数字防抖等图像处理功能,Hi3516芯片还集成了智能分析加速引擎,支持智能运动侦测、周界防范、人脸检测、镜头保护等多种分析应用。并且,这些SoC芯片对我们厂商还开放了ISP相关的API(程序接口),可供我们对ISP效果二次调节开发优化。

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