野生马蜂窝多少钱一斤:ISP应用
来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/10/02 17:04:59
高性能可编程图形引擎以及图像信号处理器(ISP)
1. 目标[52RD.com]
手机摄像头模组用ISP功能模块的市场走向及研发方向。为能够正确认识手机摄像模组行业提供技术及市场依据。[52RD.com]
2. ISP在模组上的应用原理[52RD.com]
2.1 功能区域[52RD.com]
无论数码相机、摄像机或者摄像手机,其影像数据从前端感应后,皆须经过ASP(Analog Signal Processing)、ADC(Analog-Digital Converter)、前期影像处理(Pre-ISP)与后端影像处理(Post-ISP)四个阶段后,影像数据才能最终呈现于终端设备上(图一)。[
但由于图像传感器的像素高低不同、及其他成本等的考虑,ISP各功能区域会依手机市场特性做分散配置或整合处理,例如,低端相机将Pre-ISP与传感器整合在一起,2.0M像素手机将所有的ISP功能单独做成一个芯片等。[52RD.com]
2.1.1 ASP[52RD.com]
ASP(Analog Signal Processor)主要是针对图像传感器采集的电压或电流信号进行处理,主要作用是信号放大、自动曝光调整、时序控制、像素抽样控制等。因其与初始信号的绝对相关性,一般的图像传感器厂商皆会将此项功能直接与传感器做在一块。在图一中即为蓝色部分。传感数据经过ASP处理后,输出数据为Raw Data。[52RD.com]
2.1.2 Pre-ISP[52RD.com]
Pre-ISP(Image Signal Processor)为前端影像处理,主要针对ADC转换后传出的数字数据(Raw data),进行影像坏点修补、白平衡、gamma校正、锐利度、颜色插值等。在低像素的产品中,例如0.3M像素,因影像数据较少,不需要大规模的复杂处理,会将Pre-ISP与图像传感器做在同一颗芯片中;但高像素CMOS传感器,因需要处理的像素数越来越多,虽然将Pre-ISP集成在sensor内部从制造技术上来讲不困难,但因成本及成像质量的原因,有些手机设计公司在设计时会将集成于sensor内部的Pre-ISP功能屏蔽掉,并维持传感器ADC输出的原始资料,交由单独的ISP芯片或集成在Baseband的ISP进行处理。[52RD.com]
由Pre-ISP处理完后的数据分为RGB和YUV,RGB为三原色,数据比YUV较大,可以方便后续处理单元(Post-ISP)做更为多元的变化;YUV为RGB三原色经内插法所得,数据量较小,但不利于后续的处理单元进行处理。[52RD.com]
对于实力强的手机研发公司比较倾向于使用Raw data数据或者RGB数据,这样可以根据自己的需要调整出更完美的画面质量。Raw data数据也为以后高端市场的使用方向,但国内现阶段2.0M像素的模组应用还处于初级阶段。因此还是以YUV输出的为主。[52RD.com]
2.1.3 Post-ISP[52RD.com]
Post-ISP虽然也称为后端影响处理,但其与成像相关的工作不多,主要负责数据压缩与后端接口界面控制,以及数据传输、控制等工作,其中还包括LCD影像预览、镜头对焦控制、使用界面等。[52RD.com]
2.2 ISP发展阶段[52RD.com]
2.2.1 第一阶段[52RD.com]
第一阶段因像素不高(CIF等级),因此其结构与一般手机相差不多, Pre-ISP功能与图像传感器整合,而Post-ISP则依赖手机基带芯片,显示屏则经由系统提供,其结构如下[52RD.com]
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图二 手机摄像模组后端芯片第一阶段原理图[52RD.com]
2.2.2 第二阶段[52RD.com]
随着像素增加(CIF至VGA),为维持后端手机基带芯片的通讯功能,开始将原来负责的JPEG压缩、数据流的协调处理等功能独立成单一芯片完成,而影像处理Pre-ISP则交由手机设计公司自行决定,分集成到图像传感器内部和与Post-ISP整合两种。[52RD.com]
此阶段方案已被淘汰,VGA像素的Post-ISP功能已可被Baseband集成。[
图三 手机摄像模组后端芯片第二阶段原理图[52RD.com]
2.2.3 第三阶段[52RD.com]
此时像素已由VGA转为百万像素,高像素的Pre-ISP,因所需的存储器及电源需求过大,在当时的技术条件下,sensor端已无法全部处理,因此将Pre-ISP与Post-ISP整合成完整的ISP。另因为对显示屏幕的处理要求更高,此阶段也将显示器控制功能一并整合,以减少baseband的处理负担,其结构见图四。
[图四手机摄像模组后端芯片第三阶段原理图[52RD.com]
2.2.4 第四阶段[52RD.com]
Main Panel[52RD.com]
(240*320)[52RD.com]
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随像素增加到2.0M及以上,厂商将更多的功能例如MP3、3D sound processor、audio processor等亦集成进单独的ISP芯片,此时称之为MMP(Mobile Multimedia Processor),[
图五手机摄像模组后端芯片第四阶段原理图[52RD.com]
表一 手机摄像模组后端芯片发展趋势[52RD.com]
阶段搭配像素趋势项目[52RD.com]
第一阶段CIFl
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第二阶段VGAl
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第三阶段Megal
第四阶段2Mega及以上l
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3. 现阶段ISP的主要应用方案[52RD.com]
表二 现阶段ISP的主要应用方案[52RD.com]
像素输出格式ISP或手机设计方案备注[52RD.com]
VGAYUV/RGB/[52RD.com]
Raw datal
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2.0Mega及以上YUV/RGBl
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Raw datal
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4. 评价[52RD.com]
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