Εισαγωγή
Όταν αμονάδα κάμεραςσυλλαμβάνει μια εικόνα, τα ακατέργαστα δεδομένα από τομονάδα κάμερας cmosΟ αισθητήρας δεν είναι ακόμη μια εικόνα με δυνατότητα προβολής. Πρέπει να υποστεί επεξεργασία – απομωσαϊκό, εξισορρόπηση λευκού, μείωση του θορύβου και ακονισμένο. Αυτό γίνεται από ένανΕπεξεργαστής σήματος εικόνας (ISP). Ο ISP μπορεί να είναι ένα αποκλειστικό τσιπ (hardware ISP) ή μια βιβλιοθήκη λογισμικού που τρέχει στον κύριο επεξεργαστή (software ISP). Αυτό το άρθρο συγκρίνειISP υλικού έναντι ISP λογισμικού, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους και ποιο είναι κατάλληλο για την αίτησή σας.
Τι είναι ένας ISP;
Ένας ISP μετατρέπει τα ακατέργαστα δεδομένα της Bayer σε τελική εικόνα. Βασικές θέσεις εργασίας:
Demosaicing – παρεμβολή χρώματος.
Ισορροπία λευκού – εξουδετερώνει τις χρωματικές αποχρώσεις.
Μείωση θορύβου – αφαίρεση κόκκων.
Ακόνισμα – ενίσχυση των άκρων.
Διόρθωση γάμμα – ρύθμιση φωτεινότητας.
Ένας καλός ISP μπορεί να κάνει έναν μέτριο αισθητήρα να φαίνεται υπέροχος. ένας φτωχός ISP μπορεί να καταστρέψει ένα high-endΜονάδα κάμερας 4K.
Hardware ISP – Dedicated Chip
Ένας ISP υλικού είναι ένα ξεχωριστό τσιπ ή μπλοκ μέσα στον αισθητήρα ή τον επεξεργαστή. Εκτελείται σε πραγματικό χρόνο, χρησιμοποιώντας πολύ μικρή ισχύ CPU.
Φόντα
- Χαμηλή καθυστέρηση– επεξεργάζεται κάθε πλαίσιο αμέσως. ιδανικό για live video (ενδοσκόπηση, drones).
- Χαμηλή ισχύς– Τα αποκλειστικά κυκλώματα καταναλώνουν πολύ λιγότερη ενέργεια από μια CPU.
- Συνεπής– Σταθερός αλγόριθμος, χωρίς μεταβλητότητα.
- Εκφόρτωση CPU– αφήνει τον κύριο επεξεργαστή ελεύθερο για άλλες εργασίες.
Μειονεκτήματα
- Σταθερός– δεν μπορεί να ενημερωθεί ή να συντονιστεί μετά την κατασκευή.
- Προσθέτει κόστος– απαιτεί επιπλέον τσιπ ή πιο πολύπλοκο αισθητήρα.
- Λιγότερο ευέλικτο– ενδέχεται να μην υποστηρίζει προσαρμοσμένες χρωματικές καμπύλες ή προηγμένη διακοπή θορύβου.
Ο ISP υλικού είναι κοινός σε smartphone, κάμερες δράσης και σε πολλάμονάδα κάμερας hdπροϊόντα.
- ISP λογισμικού – Επεξεργασία στην κύρια CPU
Ένας ISP λογισμικού είναι μια βιβλιοθήκη (OpenCV, βιβλιοθήκη ή προσαρμοσμένος κώδικας) που εκτελείται στον κεντρικό υπολογιστή CPU, GPU ή DSP.
Φόντα
- Εύκαμπτος– Οι αλγόριθμοι μπορούν να ενημερωθούν για τη βελτίωση της ποιότητας ή την προσθήκη λειτουργιών.
- Χωρίς επιπλέον υλικό– μειώνει το κόστος εξαρτημάτων.
- Προσαρμόσιμο– μπορείτε να εφαρμόσετε αποκλειστική επιστήμη των χρωμάτων ή επεξεργασία συγκεκριμένης εργασίας (ιατρική, μηχανική όραση).
- Δυνητικά πιο ισχυρό– σε μια ισχυρή CPU, μπορείτε να εκτελέσετε μείωση θορύβου που βασίζεται σε AI ή προηγμένο HDR.
Μειονεκτήματα
- Υψηλό φορτίο CPU– μπορεί να επηρεάσει άλλες εργασίες, ειδικά σε ενσωματωμένα συστήματα.
- Υψηλότερη ισχύς– η επεξεργασία εικόνων σε μια CPU γενικής χρήσης καταναλώνει περισσότερη ενέργεια.
- Υψηλότερη καθυστέρηση– εξαρτάται από την ταχύτητα της CPU. μπορεί να προκαλέσει πτώση του πλαισίου.
Ο ISP λογισμικού είναι κοινός στις κάμερες που βασίζονται σε υπολογιστή,Μονάδα κάμερας 4Kσυστήματα με ισχυρούς επεξεργαστές και πρωτότυπα.
Συγκριτικός Πίνακας
| Αποψη | ISP υλικού | ISP λογισμικού |
|---|---|---|
| Αφάνεια | Πολύ χαμηλή (μs) | Υψηλότερο (ms) |
| Εξουσία | Χαμηλός | Ψηλά |
| Φορτίο CPU | Κανένας | Σημαντικός |
| Ευκαμψία | Σταθερός | Πλήρως ευέλικτο |
| Κόστος | Προσθέτει τσιπ | Χωρίς τσιπ, αλλά μπορεί να χρειάζεται ταχύτερη CPU |
| Το καλύτερο για | Σε πραγματικό χρόνο, με μπαταρία | Προσαρμοσμένη επεξεργασία βάσει υπολογιστή |
Παραδείγματα
- Μονάδα κάμερας HD με ISP υλικού– Ένα τυπικόμονάδα κάμερας hd(1080p) για μια webcam ή ενδοσκόπιο USB συχνά ενσωματώνει έναν ISP υλικού. Εξάγει επεξεργασμένο YUV ή MJPEG και ο κεντρικός υπολογιστής εμφανίζει μόνο την εικόνα. Αυτό είναι απλό, χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και λειτουργεί σε οποιονδήποτε υπολογιστή.
- Μονάδα κάμερας 4K με ISP λογισμικού – A Μονάδα κάμερας 4Kπου εξάγει ακατέργαστα δεδομένα της Bayer χρειάζεται έναν ISP λογισμικού στον κεντρικό υπολογιστή. Αυτό είναι σύνηθες σε προηγμένα συστήματα μηχανικής όρασης ή προσαρμοσμένα ενσωματωμένα συστήματα όπου ο προγραμματιστής θέλει πλήρη έλεγχο. Ο κεντρικός υπολογιστής πρέπει να διαθέτει γρήγορη CPU (π.χ. NVIDIA Jetson, επιτραπέζιος υπολογιστής).
- Μονάδα κάμερας CMOS – Και οι δύο επιλογές – A μονάδα κάμερας cmosμπορεί να παραγγελθεί με ή χωρίς ISP υλικού. Η ακατέργαστη παραγωγή δίνει ευελιξία. Ο ISP υλικού δίνει απλότητα.
Ποιο να επιλέξετε;
| Η προτεραιότητά σας | Σύσταση |
|---|---|
| Χαμηλή ισχύς, μεγάλη διάρκεια μπαταρίας | ISP υλικού |
| Χαμηλότερη καθυστέρηση | ISP υλικού |
| Μέγιστη ευελιξία, προσαρμοσμένοι αλγόριθμοι | ISP λογισμικού |
| Απλή ενσωμάτωση υπολογιστή | ISP υλικού |
| Μικρό μέγεθος προϊόντος (χωρίς επιπλέον επεξεργαστή) | ISP υλικού |
| Βίντεο 4K σε CPU χαμηλού κόστους | ISP υλικού (διαφορετικά η CPU θα δυσκολευτεί) |
Ενότητες κάμερας της Sincere
Στο Sincere, προσφέρουμεμονάδα κάμεραςλύσεις με ISP υλικού και λογισμικού:
- ISP υλικού– Ενσωματωμένο για λειτουργία χαμηλής κατανάλωσης, plug-and-play.
- ISP λογισμικού– Ακατέργαστες μονάδες εξόδου για προσαρμοσμένη επεξεργασία στον κεντρικό υπολογιστή σας (ARM, FPGA, PC).
- Μονάδα κάμερας HD– Διατίθεται με ISP υλικού ή ακατέργαστη έξοδο.
- Μονάδα κάμερας 4K– Συνιστάται ISP υλικού για τους περισσότερους χρήστες. ακατέργαστο για ειδικούς.
Περίληψη
Η επιλογή μεταξύISP υλικού έναντι ISP λογισμικούσχετίζεται με την ισχύ, την καθυστέρηση, την ευελιξία και τους πόρους της CPU. Ο ISP υλικού είναι γρήγορος, αποτελεσματικός και απλός – ιδανικός για τροφοδοσία μπαταρίαςμονάδα κάμερας hdσυσκευές. Ο ISP λογισμικού σάς παρέχει πλήρη έλεγχο και δυνατότητα αναβάθμισης, αλλά χρειάζεται έναν ισχυρό επεξεργαστή και χρησιμοποιεί περισσότερη ενέργεια. Για έναΜονάδα κάμερας 4K, ο ISP υλικού είναι συχνά η πρακτική επιλογή για την αποφυγή υπερφόρτωσης του κεντρικού υπολογιστή. Η κατανόηση αυτού σας βοηθά να επιλέξετε το σωστόμονάδα κάμερας cmosγια το έργο σας.
