Blackfin图像处理与CMOS中ISP比较.pdfVIP

Blackfin 图像处理与CMOS 中 ISP 比较 图像是人类获取和交换信息的主要来源，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活 和工作的方方面面。随着人类活动范围的不断扩大，图像处理的应用领域也将随之不断扩大 。 遍布航天航空、医疗设备、通信工程、军事安防、文化艺术等众多方面。近年来，随着消费类产 品尤其是拍照手机、数码相机、数码摄像机等一系列数码产品的问世，这些视频设备中蕴含 IP 的图像信号处理功能也逐渐被人们所认知和关注。而伴随近年来数字电视、 摄像机、网络 摄像头以及监控摄像头这类安防产品的迅速发展，更表明市场对智能监控需求的不断增长 这也是图像信号处理技术不断丰富和完善的过程。在这些图像信号处理中，包括自动对焦、 自动曝光、自动白平衡以及颜色变换、背光补偿等都是一些基本的图像处理算法。 　　传统的图像信号处理是通过专用的图像处理器完成的。而随着 CMOS 技术的不断发展 ， 也出现了将图像信号处理（ISP ）内置于CMOS 图像传感器中的单芯片产品，这类传感器 产品可借助其内部集成的功能模块完成一些图像信号处理的算法，包括自动曝光、自动白平 衡、颜色变换等这些基本的算法。这类 ASIC 产品的出现曾一度颇具争议，因为虽然将ISP 内 置于传感器中具有降低功耗和节省占用面积的优点，但单就手机应用而言，从成本来讲， 将ISP 集成在传感器上的成本比ISP 集成在移动多媒体处理器或基带上要高很多。随着传感 器分辨率的提高，越来越多的传感器将只整合输出数字信号所必需的电路，而将图像处理 及压缩等功能集成于移动多媒体处理器或基带中。而从成像质量来看，在移动多媒体处理器 中集成功能强大的图像处理功能效果更佳 ，而且此趋势随分辨率的提高会愈加明显。所以业 界一直有ISP 与CMOS 传感器将背离集成的趋势预言。但从近年来的 CMOS 传感器供应商 推出的新产品线来看，这一预言未能兑现。因为我们看到，不断有一线的 CMOS 传感器供 Aptina OmniVision ISP CMOS 应商如 、 推出必威体育精装版的内置 的 图像传感器单芯片产品，并在不 断完善其功能、扩展其应用领域。目前已推出的这类单芯片产品除拥有包括曝光控 、伽玛校 正、白平衡、色彩饱和度调节以及灰度控 等多种图像处理功能外，还可提供出色的低照度 性能，在夜视环境下还具有优异的近红外响应性能，能为摄像头制造商提供更完善的自动 白平衡和自动曝光功能，图像性能毫不逊色。一系列优异性能使其已由最初的拍照手机、数 码相机、数码摄像机应用逐渐发展到网络摄像头、监控摄像头等新兴安防产品领域，其扩张 态势仍在继续，大有星火燎原之势。 　　应该说在数码相机等追求小巧轻薄的消费类产品应用中，内置 ISP 的CMOS 传感器存 在一定的竞争优势，低功耗和小面积的表现以及随生产规模而不断降低的成本使其成为众 多应用厂商的宠儿。在这同时我们要看到，这种内置ISP 的CMOS 传感器方案目前还只能 完成一些不太复杂的算法，而随着智能化要求的不断提高，消费类产品，尤其是视频监控 等安防产品都要求更高的视频处理功能，也就要求更复杂的算法，而复杂的算法对主芯片 的处理能 力提出更高的要求。 如传统上 许 多监控摄像机基于像 素分辨率为 NTSC 352×240 PAL 352×288 CIF （ ）或 （ ）的准普通媒体格式 （ ），同时在压缩格式方面主 M-JPEG DSP 要采用了不太复杂的 格式 ，从而对 处理性能要求不高。但是随着视频监控市 场的迅速发展，人们期待更高的图像清晰度和更高的帧率。在分辨率方面，业界期待 D1 704×576 MPEG-4 （ ）或者更高的解析度 ；在编解码方面，则期待采用复杂的 压缩格式 。