In embedded vision systemen is de Image Signal Processor (ISP) de kerneenheid voor beeldoptimalisatie en verbetering van beeldkwaliteit.de ISP bestaat vaak onafhankelijk van de CMOS sensorCMOS-sensoren met een ingebouwde ISP maken gebruik van een geïntegreerd "sensor + ISP"-ontwerp, wat de systeemarchitectuur aanzienlijk kan vereenvoudigen.vermindering van de ontwikkelingskostenDeze systemen zijn zeer geschikt voor talrijke toepassingen, zoals consumentenelektronica, industriële visie en beveiligingsbewaking.In dit artikel worden de mainstream CMOS-sensorchips met ingebouwde ISP's van grote fabrikanten beschreven en hun technische kenmerken en geschikte toepassingsscenario's geanalyseerd..
Momenteel hebben toonaangevende CMOS-fabrikanten zoals OmniVision, Sony, Samsung en ON Semiconductor allemaal productreeksen gelanceerd met ingebouwde ISP's, met betrekking tot lage, middelgrote,en hoogresolutieklassen om aan diverse toepassingsbehoeften te voldoen.
OmniVision heeft een uitgebreide lay-out op het gebied van CMOS-sensoren met ingebouwde ISP's en biedt producten die zowel aan de behoeften van consumenten als aan de behoeften van industriële gebruikers voldoen.met de belangrijkste voordelen van kosteneffectiviteit en laag stroomverbruik.
OV5640/OV5645: De OV5640 (inclusief enkele afgeleide modellen) bevat als instapniveau 5MP-sensoren een basis ISP-module die fundamentele functies ondersteunt zoals Auto Exposure (AE), Auto White Balance (AWB),en geluidsreductieMet een maximale resolutie van 2592×1944 en een MIPI CSI-2-interface kan het direct geoptimaliseerde beeldgegevens uitvoeren zonder een extra ISP-chip.Deze serie heeft een laag stroomverbruik en wordt veel gebruikt in entry-level industriële visie terminals, intelligente bewakingscamera's, draagbare scannerapparaten en andere scenario's, die vooral geschikt zijn voor kostengevoelige projecten die vereenvoudigd systeemontwerp vereisen.
OV13850/OV13855: Deze 13MP-serie met hoge resolutie integreert een high-performance ISP die geavanceerde functies ondersteunt zoals HDR (High Dynamic Range) compositie, randverbetering en kleurcorrectie.De ISP kan effectief onderdrukken highlight clipping en verbeteren schaduw details, waardoor het geschikt is voor scenario's die een hogere beeldkwaliteit vereisen, zoals high-end slimme camera's, industriële inspectieapparatuur en medische beeldterminals.
De IMX-sensoren van Sony staan bekend om hun hoge beeldkwaliteit.met krachtige ISP-prestaties en ondersteuning voor complexe beeldoptimalisatiealgoritmen.
IMX219Deze 8MP sensor integreert Sony's zelf ontwikkelde ISP-module, ondersteunt HDR, Autofocus (AF) controle, geluidsreductie algoritmen, en meer.het biedt uitstekende beeldvorming bij weinig lichtDe ISP kan snel beeldgegevens verwerken en hoge kwaliteit YUV/RGB-formaatbeelden uitvoeren. Het wordt veel gebruikt in Raspberry Pi-ontwikkelingsborden, intelligente robotvisie-modules, HD-bewakingscamera's,en is een veelvoorkomende keuze voor mid-to-high-end embedded vision projecten.
IMX477: Deze 12,3 MP full-frame sensor is uitgerust met een high-performance ISP die 10-bits HDR, multi-zone belichtingsbeheersing en kleurenreproductie optimalisatie ondersteunt.De ISP kan beeldgegevens verwerken die door de grote sensor zijn vastgelegd.Het is geschikt voor professionele industriële inspecties, high-end beveiligingscamera's, luchtfotografieapparatuur,en andere scenario's met extreem hoge eisen aan beeldprecisie en dynamisch bereik.
De CMOS-sensoren van Samsung met ingebouwde ISP's worden gekenmerkt door een hoge integratie en een laag stroomverbruik, voornamelijk gericht op consumentenelektronica en lichte industriële toepassingen.
S5K3P9Deze 13MP sensor bevat een ISP-module die HDR, automatische belichting, witbalanskalibratie en andere functies ondersteunt.vergemakkelijkt de integratie in ruimtebeperkte apparaten zoals smartphone-frontale camera's, draagbare intelligente terminals en kleine bewakingsapparaten.
S5K2L7Deze 8MP-serie met laag vermogen beschikt over een ISP-module die is geoptimaliseerd voor het beheersen van het energieverbruik en ondersteunt basisfuncties voor beeldoptimalisatie.IoT-visie-terminals, en vergelijkbare scenario's.
De CMOS-sensoren van ON Semiconductor met ingebouwde ISP's benadrukken industriële betrouwbaarheid en kunnen zich aanpassen aan harde werkomgevingen.Hun ISP functies zijn afgestemd op de behoeften van industriële visie.
AR0234: Deze 2MP-sensor van industriële kwaliteit integreert een ISP van industriële kwaliteit die functies ondersteunt, zoals de correctie van defecte pixels, de correctie van de schaduw van de lens en de geluidsreductie.Het kan stabiel werken binnen een breed temperatuurbereik van -40°C tot 85°CDe beeldgegevens die door de ISP worden geproduceerd, zijn zeer nauwkeurig, waardoor het geschikt is voor industriële scenario's zoals robotvisie-begeleiding, het detecteren van defecten op de productielijn en voertuigmonitoring.
AR0521: Deze 5MP-serie met een hoge beeldsnelheid beschikt over een ISP die een hoge beeldverwerking ondersteunt en een beeldsnelheid van maximaal 60 fps oplevert.Het is geschikt voor industriële toepassingen die hoge realtime prestaties vereisen, zoals detectie van objecten in beweging met hoge snelheid en visuele opname van de productielijn.
Vereenvoudigde systeemarchitectuur: Het geïntegreerde ontwerp elimineert de noodzaak voor een aparte ISP-chip, gerelateerde energiebeheermodules en verbindingscircuits, waardoor de voetafdruk van het moederbord en de complexiteit van het hardwareontwerp worden verminderd.Dit is met name gunstig voor miniaturiseerde, lichtgewicht ingebedde apparaten.
Verbeterde realtime prestaties van de verwerking: De beeldgegevens die door de sensor worden vastgelegd, kunnen rechtstreeks in de chip worden verwerkt, waardoor de overdracht naar een externe ISP niet meer nodig is.Dit vermindert de vertraging van de gegevensoverdracht en verbetert de realtime prestaties van de beelduitgang, waardoor het geschikt is voor visuele inspectie op hoge snelheid, real-time monitoring en soortgelijke scenario's.
Verminderde ontwikkeling en kosteninvesteringen: Er is geen behoefte om ISP-drivers en beeldoptimalisatie-algoritmen afzonderlijk te ontwikkelen.Bovendien, het verminderen van het aantal chips verlaagt de aankoop van hardware en de productiekosten.
Geoptimaliseerde stroomverbruikscontrole: Het geïntegreerde ontwerp maakt een gecoördineerd energiebeheer mogelijk tussen de sensor en de ISP, wat resulteert in een betere energie-efficiëntie in vergelijking met discrete oplossingen.Dit is gunstig voor scenario's met een laag energieverbruik zoals mobiele terminals op batterij en IoT-apparaten..
Resolutie- en beeldkwaliteitseisen: Kies een resolutie die overeenkomt met het toepassingsscenario.In het geval van een professionele industriële inspectie kunnen modellen van meer dan 10MP nodig zijn..g., IMX477). Denk ook aan door ISP's ondersteunde functies zoals HDR en geluidsreductie om te zorgen dat aan de beeldkwaliteitseisen wordt voldaan.
Geschiktheid voor toepassingsscenario: Voor industriële scenario's moet prioriteit worden gegeven aan modellen met een breed temperatuurbereik en sterke anti-interferentiebevoegdheden (bijv. ON-semiconductor AR-serie).Modellen met kleine vormfactoren (e)Voor snelle opsporingsscenario's moet u aandacht besteden aan de framerate van de ISP (bijv. AR0521).
Interface en compatibiliteit: Controleer de compatibiliteit tussen de sensorinterface (bv. MIPI CSI-2, DVP) en de hoofdbesturingschip om ontwikkelingsbelemmeringen te voorkomen die worden veroorzaakt door een mismatch van de interface.
Technische ondersteuning van de fabrikant: Geef prioriteit aan fabrikanten die uitgebreide stuurprogramma's, SDK's en technische documentatie leveren om de ontwikkelingsmoeilijkheden te verminderen en de voortgang van het project te waarborgen.
CMOS-sensoren met ingebouwde ISP's bieden aanzienlijke voordelen bij het vereenvoudigen van de architectuur, het verlagen van de kosten en het verbeteren van de realtime prestaties door hun geïntegreerde ontwerp.Het maakt ze tot de belangrijkste keuze voor ingebedde gezichtssystemen.Producten van verschillende fabrikanten hebben hun eigen nadruk: de OmniVision-serie onderscheidt zich door de kosteneffectiviteit, de Sony-serie overtreft in beeldkwaliteit,de Samsung-serie biedt een sterke aanpassingsvermogen met een laag stroomverbruikDe serie ON Semiconductor richt zich op industriële betrouwbaarheid.het is van cruciaal belang om het chipmodel nauwkeurig te matchen met de resolutieveisen van het specifieke toepassingsscenario, beeldkwaliteit en aanpassingsvermogen voor het milieu om de technische waarde van het geïntegreerde ontwerp te maximaliseren.
