In eingebetteten Bildverarbeitungssystemen ist der Bildsignalprozessor (ISP) die Kerneinheit für die Bildoptimierung und die Verbesserung der Bildqualität.Der ISP existiert oft unabhängig vom CMOS-SensorCMOS-Sensoren mit einem eingebauten ISP verwenden ein integriertes "Sensor + ISP"-Design, das die Systemarchitektur erheblich vereinfachen kann.Verringerung der EntwicklungskostenSie eignen sich für zahlreiche Anwendungen wie Verbraucherelektronik, industrielle Bildverarbeitung und Sicherheitsüberwachung.Dieser Artikel beschreibt Mainstream-CMOS-Sensorchips mit integrierten ISPs von großen Herstellern und analysiert deren technische Eigenschaften und geeignete Anwendungsszenarien.
Derzeit haben führende CMOS-Hersteller wie OmniVision, Sony, Samsung und ON Semiconductor alle Produktreihen mit integrierten ISPs eingeführt, die niedrige, mittlere,und hochauflösende Qualitäten, um den unterschiedlichen Anwendungsbedürfnissen gerecht zu werden.
OmniVision verfügt über ein umfassendes Layout auf dem Gebiet der CMOS-Sensoren mit integrierten ISPs und bietet Produkte, die sowohl den Anforderungen von Verbrauchern als auch den Anforderungen von Industrieanbietern entsprechen.mit den wichtigsten Vorteilen der Wirtschaftlichkeit und des geringen Stromverbrauchs.
Die in Absatz 1 genannten Angaben sind zu beachten.: Als Einstiegssensor mit 5 MP integriert der OV5640 (einschließlich einiger abgeleiteter Modelle) ein grundlegendes ISP-Modul, das grundlegende Funktionen wie Auto Exposure (AE), Auto White Balance (AWB),und Geräuschminderung. Mit einer maximalen Auflösung von 2592×1944 und einer MIPI CSI-2-Schnittstelle kann es ohne zusätzlichen ISP-Chip direkt optimierte Bilddaten ausgeben.Diese Serie weist einen geringen Stromverbrauch auf und wird in Einstiegs-Industrial Vision Terminals weit verbreitet., intelligente Überwachungskameras, tragbare Scanner und andere Szenarien, besonders geeignet für kostensensible Projekte, die eine vereinfachte Systemkonstruktion erfordern.
Die in Absatz 1 genannten Angaben sind zu beachten.: Diese 13MP hochauflösende Serie integriert einen leistungsstarken ISP, der fortschrittliche Funktionen wie HDR (High Dynamic Range) Komposition, Randverbesserung und Farbkorrektur unterstützt.Der ISP kann das Ausschneiden von Highlights effektiv unterdrücken und die Details der Schatten verbessern, so dass es für Szenarien geeignet ist, die eine höhere Bildqualität erfordern, wie z. B. hochwertige intelligente Kameras, industrielle Inspektionsgeräte und medizinische Bildgebungsterminals.
Die Sensoren der Serie IMX von Sony sind für ihre hohe Bildqualität bekannt.mit leistungsstarker ISP-Leistung und Unterstützung komplexer Bildoptimierungsalgorithmen.
IMX219: Dieser 8MP-Sensor integriert das von Sony selbst entwickelte ISP-Modul, unterstützt HDR, Autofokus (AF) -Steuerung, Geräuschreduktionsalgorithmen und mehr.Es bietet eine hervorragende Bildverarbeitung bei schlechten Lichtverhältnissen.. Der ISP kann Bilddaten schnell verarbeiten und hochwertige Bilder im YUV/RGB-Format ausgeben. Er wird häufig in Raspberry Pi-Entwicklungstafeln, intelligenten Roboter-Vision-Modulen, HD-Überwachungskameras verwendet,und ist eine gängige Wahl für mittlere bis hohe Embedded Vision Projekte.
IMX477: Dieser 12,3MP-Full-Frame-Sensor ist mit einem leistungsstarken ISP ausgestattet, der 10-Bit-HDR, Multi-Zone-Beleuchtungskontrolle und Farbwiedergabeoptimierung unterstützt.Der ISP kann die von dem großen Sensor erfassten Bilddaten genau verarbeiten.Es ist geeignet für professionelle Industrieinspektionen, High-End-Sicherheitskameras, Luftausrüstung,und andere Szenarien mit extrem hohen Anforderungen an die Bildgenauigkeit und den dynamischen Bereich.
Die CMOS-Sensoren von Samsung mit eingebauten ISPs zeichnen sich durch hohe Integration und geringen Stromverbrauch aus und zielen hauptsächlich auf Unterhaltungselektronik und leichte industrielle Anwendungen ab.
S5K3P9: Dieser 13MP-Sensor integriert ein ISP-Modul, das HDR, automatische Belichtung, Weißabgleichkalibrierung und andere Funktionen unterstützt.Erleichtert die Integration in platzbeschränkte Geräte wie Smartphone Frontkameras, tragbare intelligente Endgeräte und kleine Überwachungsgeräte.
S5K2L7: Diese 8-MP-Low-Power-Serie verfügt über ein für die Stromverbrauchskontrolle optimiertes ISP-Modul, das grundlegende Bildoptimierungsfunktionen unterstützt.IoT-Vision-Terminals, und ähnliche Szenarien.
Die CMOS-Sensoren von ON Semiconductor mit integrierten ISPs unterstreichen die industrielle Zuverlässigkeit und können sich an harte Arbeitsumgebungen anpassen.Ihre ISP-Funktionen sind auf die Bedürfnisse der industriellen Vision zugeschnitten..
AR0234: Dieser 2MP-Industrialsensor integriert einen industriellen ISP, der Funktionen wie defekte Pixelkorrektur, Linsenschattierung und Geräuschreduktion unterstützt.Es kann stabil in einem breiten Temperaturbereich von -40°C bis 85°C arbeitenDie Bilddaten, die von seinem ISP ausgegeben werden, sind hochpräzise und eignen sich für industrielle Szenarien wie Roboter-Vision-Leitung, Fehlererkennung an der Produktionslinie und Fahrzeugüberwachung.
AR0521: Diese 5MP-Serie mit hoher Bildrate verfügt über einen ISP, der Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitung unterstützt und eine Ausgangsbildrate von bis zu 60 fps erreicht.Es eignet sich für industrielle Anwendungen, die hohe Echtzeitleistung erfordern, wie beispielsweise Hochgeschwindigkeitsobjekterkennung und Produktionslinie-Visionerfassung.
Vereinfachte Systemarchitektur: Das integrierte Design eliminiert die Notwendigkeit für einen separaten ISP-Chip, zugehörige Stromverwaltungsmodule und Verbindungsschaltungen und reduziert so den Fußabdruck des Motherboards und die Komplexität des Hardware-Designs.Dies ist besonders für Miniaturen von, leichte eingebettete Geräte.
Verbesserte Echtzeitverarbeitung: Die vom Sensor erfassten Bilddaten können direkt innerhalb des Chips verarbeitet werden, wodurch die Übertragung an einen externen ISP vermieden wird.Dies reduziert die Datenübertragungsverzögerung und verbessert die Echtzeitleistung der Bildleistung, so dass es für die visuelle Inspektion in hoher Geschwindigkeit, Echtzeitüberwachung und ähnliche Szenarien geeignet ist.
Reduzierte Entwicklung und Investitionskosten: Es ist nicht notwendig, ISP-Treiber und Bildoptimierungsalgorithmen separat zu entwickeln.Zusätzlich, reduziert die Anzahl der Chips die Hardwarebeschaffung und die Herstellungskosten.
Optimierte Steuerung des Stromverbrauchs: Das integrierte Design ermöglicht eine koordinierte Energieverwaltung zwischen Sensor und ISP, was im Vergleich zu diskreten Lösungen zu einer besseren Energieeffizienz führt.Dies ist vorteilhaft für Low-Power-Szenarien wie batteriebetriebene Mobilgeräte und IoT-Geräte.
Auflösungs- und Bildqualitätsanforderungen: Wählen Sie eine Auflösung aus, die dem Anwendungsszenario entspricht.Bei der professionellen Industrieinspektion können Modelle über 10MP erforderlich sein (e).g., IMX477). Auch sollten von ISP unterstützte Funktionen wie HDR und Rauschreduzierung berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die Anforderungen an die Bildqualität erfüllt werden.
Anwendungsszenario-Eignung: Für industrielle Szenarien sollten Modelle mit breiten Temperaturbereichen und starken Störungsbekämpfungsfähigkeiten (z. B. ON-Semi-Conductor-AR-Serie) bevorzugt werden.Modelle mit kleinem Formfaktor (e)Für Hochgeschwindigkeitsdetektionsszenarien ist auf die Bildrate des ISP zu achten (z. B. AR0521).
Schnittstelle und Kompatibilität: Überprüfung der Kompatibilität zwischen der Sensoroberfläche (z. B. MIPI CSI-2, DVP) und dem Hauptsteuerungschip, um Entwicklungsbehinderungen durch Interface-Missmatch zu vermeiden.
Technische Unterstützung des Herstellers: Vorrang geben Herstellern, die umfassende Treiber, SDKs und technische Dokumentation bereitstellen, um Entwicklungsschwierigkeiten zu reduzieren und den Projektfortschritt zu gewährleisten.
CMOS-Sensoren mit integrierten ISPs bieten durch ihr integriertes Design erhebliche Vorteile bei der Vereinfachung der Architektur, der Senkung der Kosten und der Verbesserung der Echtzeitleistung.die sie zu einer gängigen Wahl für eingebettete Sehsysteme machenDie Produkte verschiedener Hersteller weisen ihre eigenen Merkmale auf: Die OmniVision-Serie zeichnet sich durch ihre Wirtschaftlichkeit aus, die Sony-Serie überzeugt durch die Bildqualität.Die Samsung-Serie bietet eine hohe Anpassungsfähigkeit bei geringem Stromverbrauch, und die ON Semiconductor-Serie konzentriert sich auf die industrielle Zuverlässigkeit.Es ist entscheidend, das Chipmodell genau an die Anforderungen an die Auflösung des spezifischen Anwendungsszenarios anzupassen., Bildqualität und Umweltanpassungsfähigkeit, um den technischen Wert des integrierten Entwurfs zu maximieren.
