攝像頭芯片，圖像信號(hào)處理器技術(shù)探討

什么是圖像信號(hào)處理器(ISP)？

ISP的常見解釋是一種多媒體處理器或?qū)Ｓ脭?shù)字信號(hào)處理器。如果更簡(jiǎn)潔一點(diǎn)的話，ISP是一種芯片，可以對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成人類可以看到的圖像。當(dāng)光通過透鏡進(jìn)入傳感器時(shí)，傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成由0和1組成的電子信號(hào)。ISP接收到RAW信號(hào)后，通過三原色(紅、綠、藍(lán))的重組和圖像處理，可以將RAW恢復(fù)到接近人眼所見的畫面。如果這個(gè)系統(tǒng)能夠加速到每秒處理30多幅圖像，那么由此產(chǎn)生的圖像集成將是一個(gè)現(xiàn)在廣泛使用的視頻，而芯鼎科技則專注于ISP的研發(fā)，將圖像應(yīng)用到家用監(jiān)控、消費(fèi)類產(chǎn)品的市場(chǎng)上，讓人類的生活更加安全便捷。接下來，我們將更詳細(xì)地介紹ISP的一些特性。【攝像頭芯片】

在目前銷售的消費(fèi)產(chǎn)品中，可以看到攝像頭的應(yīng)用非常廣泛，包括運(yùn)動(dòng)相機(jī)、行車記錄儀、航拍無人機(jī)、電子后視鏡、倒車和開發(fā)、景觀系統(tǒng)等。在這些相機(jī)中，需要一個(gè)先進(jìn)的ISP來處理圖像信號(hào)，ISP處理后的圖像可以輸出到另一個(gè)處理器或屏幕上，用于記錄、組合景觀圖像和切換屏幕視角。

在目前的圖像應(yīng)用中，除了查看圖像之外，各個(gè)廠商也在積極開發(fā)基于圖像的人工智能(AI)。AI的判斷會(huì)因?yàn)閳D像中噪聲的干擾而增加誤判率，也會(huì)延長判斷時(shí)間。所以清晰的圖像可以幫助AI更準(zhǔn)確高效地進(jìn)行行人檢測(cè)、人員門禁、停車場(chǎng)車牌識(shí)別、生態(tài)保育動(dòng)物識(shí)別、工廠機(jī)器人自動(dòng)化。【攝像頭芯片】

汽車中的ISP需要哪些關(guān)鍵技術(shù)？

高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)是為了解決高亮度對(duì)比度場(chǎng)景中，暗的地方太暗，亮的地方太亮的問題。下圖顯示了HDR可以會(huì)聚極亮的區(qū)域(太陽)，同時(shí)將圖像細(xì)節(jié)保留在黑暗的地方。

芯鼎科技的M3系列ISP在測(cè)試原型中提供FHD分辨率。通過F/N   1.75和HFOV   115鏡頭的車牌識(shí)別度與距離關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，芯鼎科技的M3系列ISP可以在兩個(gè)車身距離內(nèi)提供清晰的車牌識(shí)別，下面兩張圖片是在距離前方車輛6米和9米的情況下拍攝的圖像，在6米距離放大分析車牌圖像后可以清晰識(shí)別英文字母AYQ，6。9米以內(nèi)可以識(shí)別數(shù)字部分，9米以外不能識(shí)別數(shù)字6。

車牌的可識(shí)別距離與鏡頭的選擇關(guān)系很大[4]。在傳感器分辨率相同的情況下，FOV越小意味著接收到的車牌信息越多，即可以識(shí)別的信息越多。假設(shè)所選鏡頭的FOV比本實(shí)驗(yàn)使用的鏡頭小1/2，理論上可以將車牌的可識(shí)別距離提高到兩倍。

傳感器的分析程度與可識(shí)別距離有很大關(guān)系。傳感器的分辨率越高，可以采集到的圖像信息越詳細(xì)，可以識(shí)別的圖像也就越遠(yuǎn)。假設(shè)所選傳感器的分辨率是本實(shí)驗(yàn)中使用的傳感器的兩倍，則可辨別距離將增加一倍。

*鏡頭畸變校正，LDC)，高階鏡頭會(huì)有一定的鏡頭畸變，主要是由于鏡頭的物理結(jié)構(gòu)，比如左下角圖片中校正前的圖像，可以通過ISP內(nèi)置的LDC引擎進(jìn)行校正，產(chǎn)生接近人眼真實(shí)視野的圖像[1]。

M3系列ISP內(nèi)置LDC功能，可以校正鏡頭失真，還原類似人眼看到的場(chǎng)景。

*HDR采用3D降噪技術(shù)，使夜間圖像更加清晰

HDR效應(yīng)可以大大提高暗態(tài)下的圖像性能，但由于亮度不足，夜間仍會(huì)出現(xiàn)噪聲和噪聲粒子。SP的內(nèi)置3D降噪技術(shù)，可以參考過去的很多圖像來降低當(dāng)前圖像的噪聲，從而獲得清晰的夜景。【icatch芯片】

芯鼎科技的ISP技術(shù)具有行業(yè)領(lǐng)先的HDR效應(yīng)，可以為驅(qū)動(dòng)和AI處理器提供清晰的圖像作為判斷依據(jù)。車牌號(hào)碼的英文字母和數(shù)字在兩個(gè)車身之間的距離內(nèi)可以清楚地識(shí)別，車牌的數(shù)字部分在三個(gè)車身之間的距離內(nèi)可以清楚地看到。失真校正功能可防止圖像因鏡頭設(shè)計(jì)而變形。3D降噪技術(shù)可以大大減少夜間的圖像狂躁，提高圖像質(zhì)量。Ci3系列ISPs也通過了AEC-Q100二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。可以滿足汽車廠商對(duì)汽車芯片可靠性的高標(biāo)準(zhǔn)，可以應(yīng)用于前置的汽車攝像頭模塊。如果您想了解更多的ISP產(chǎn)品，請(qǐng)與iCatch 核心戰(zhàn)略合作伙伴華星視訊聯(lián)系，專注于使用icatch芯片開發(fā)視頻攝像方案。

華星視訊，iCatch芯片核心戰(zhàn)略合作伙伴，是一家攝像頭方案定制開發(fā)服務(wù)商，專注于攝像頭方案的定制開發(fā)生產(chǎn)，應(yīng)用于航拍攝像頭模塊、運(yùn)動(dòng)相機(jī)、防抖云臺(tái)相機(jī)、USB攝像頭、工業(yè)攝像機(jī)等視頻攝像產(chǎn)品。

作為全球著名的芯片開發(fā)商臺(tái)灣芯鼎科技iCatch的戰(zhàn)略合作伙伴，華星視訊的開發(fā)團(tuán)隊(duì)積累了多年使用iCatch芯片為客戶研發(fā)各種視頻攝像產(chǎn)品的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以快速為客戶研發(fā)產(chǎn)品，節(jié)省客戶的寶貴時(shí)間和金錢，使用iCatch的DSP IC芯片開發(fā)過100多個(gè)成功的產(chǎn)品，眾多產(chǎn)品都在批量生產(chǎn)中。