DSP或者一颗FPGA来完成对图像的后期处理。有些摄像机产品支持的3D降噪功能、宽动态、慢快门、帧累积、强光抑制等功能也都是ISP来完成的。
目前应用在高清摄像机产品中的ISP一般有以下几个来源: 厂商自行研发:高清摄像机设备厂商为了更好的配合后端压缩、功能开发,自行研发ISP处理算法,将算法集成至FPGA或DSP芯片中,接驳前端图像传感器。 第三方研发:2010年已经逐渐诞生了一批由非高清摄像机制造厂商推出的一些ISP解决方案,他们直接出售不同的ISP芯片给摄像机厂商配合不同厂商的Sensor。 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/ YUV 4:2:2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(System On Chip)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。 |