مقدمه
وقتی یکماژول دوربینیک تصویر، داده های خام را می گیردماژول دوربین cmosسنسور هنوز تصویر قابل مشاهده نیست. باید پردازش شود - پاکسازی، متعادلسازی رنگ سفید، کاهش نویز و تیز کردن. این کار توسط یک انجام می شودپردازشگر سیگنال تصویر (ISP). ISP می تواند یک تراشه اختصاصی (ISP سخت افزاری) یا یک کتابخانه نرم افزاری باشد که روی پردازنده اصلی اجرا می شود (نرم افزار ISP). این مقاله مقایسه می کندISP سخت افزاری در مقابل ISP نرم افزاری، مزایا و معایب آنها و کدام یک برای برنامه شما مناسب است.
ISP چیست؟
یک ISP داده های خام Bayer را به تصویر نهایی تبدیل می کند. مشاغل کلیدی:
Demosaicing - درون یابی رنگ.
تعادل رنگ سفید - خنثی کردن رنگ ها.
کاهش صدا - حذف دانه ها.
تیز کردن - افزایش لبه ها.
تصحیح گاما - تنظیم روشنایی.
یک ISP خوب می تواند یک حسگر متوسط را عالی جلوه دهد. یک ISP ضعیف می تواند یک رده بالا را خراب کندماژول دوربین 4K.
ISP سخت افزار – تراشه اختصاصی
یک ISP سخت افزاری یک تراشه یا بلوک جداگانه در داخل سنسور یا پردازنده است. این در زمان واقعی اجرا می شود و از قدرت CPU بسیار کمی استفاده می کند.
مزایا
- تاخیر کم- هر فریم را فوراً پردازش می کند. ایده آل برای فیلم زنده (آندوسکوپی، هواپیماهای بدون سرنشین).
- قدرت کم- مدارهای اختصاصی انرژی بسیار کمتری نسبت به CPU مصرف می کنند.
- سازگار- الگوریتم ثابت، بدون تغییر.
- CPU را تخلیه می کند- پردازنده اصلی را برای کارهای دیگر آزاد می گذارد.
معایب
- ثابت شد- بعد از ساخت نمی توان آن را به روز کرد یا تنظیم کرد.
- هزینه را اضافه می کند- نیاز به تراشه اضافی یا سنسور پیچیده تر دارد.
- کمتر انعطاف پذیر است- ممکن است از منحنی های رنگ سفارشی یا حذف نویز پیشرفته پشتیبانی نکند.
ISP سخت افزاری در گوشی های هوشمند، دوربین های اکشن و بسیاری از آنها رایج استماژول دوربین hdمحصولات
- ISP نرم افزار - پردازش در CPU اصلی
یک ISP نرم افزار یک کتابخانه (OpenCV، libraw یا کد سفارشی) است که روی CPU، GPU یا DSP میزبان اجرا می شود.
مزایا
- انعطاف پذیر- الگوریتم ها را می توان برای بهبود کیفیت یا افزودن ویژگی ها به روز کرد.
- بدون سخت افزار اضافی- هزینه قطعات را کاهش می دهد.
- قابل تنظیم- می توانید علم رنگ اختصاصی یا پردازش ویژه کار (پزشکی، بینایی ماشین) را پیاده سازی کنید.
- بالقوه قوی تر– در یک CPU قوی، می توانید کاهش نویز مبتنی بر هوش مصنوعی یا HDR پیشرفته را اجرا کنید.
معایب
- بار بالای CPU- ممکن است بر کارهای دیگر، به ویژه در سیستم های تعبیه شده تأثیر بگذارد.
- قدرت بالاتر- پردازش تصاویر در یک CPU همه منظوره انرژی بیشتری مصرف می کند.
- تأخیر بالاتر- بستگی به سرعت CPU دارد. ممکن است باعث افت فریم شود.
ISP نرم افزار در دوربین های مبتنی بر کامپیوتر رایج است،ماژول دوربین 4Kسیستم هایی با پردازنده های قدرتمند و نمونه سازی
جدول مقایسه
| جنبه | ISP سخت افزاری | ISP نرم افزار |
|---|---|---|
| تأخیر | بسیار کم (µs) | بالاتر (ms) |
| قدرت | پایین | بالا |
| بار CPU | هیچ کدام | قابل توجه است |
| انعطاف پذیری | ثابت شد | کاملا انعطاف پذیر |
| هزینه | تراشه اضافه می کند | بدون تراشه، اما ممکن است به CPU سریعتر نیاز داشته باشد |
| بهترین برای | در زمان واقعی، با باتری کار می کند | پردازش سفارشی مبتنی بر رایانه |
نمونه ها
- ماژول دوربین HD با ISP سخت افزار- معمولیماژول دوربین hd(1080p) برای یک وب کم USB یا آندوسکوپ اغلب یک ISP سخت افزاری را ادغام می کند. YUV یا MJPEG پردازش شده را خروجی می دهد و میزبان فقط تصویر را نمایش می دهد. این ساده، کم مصرف است و روی هر رایانه ای کار می کند.
- ماژول دوربین 4K با نرم افزار ISP – A ماژول دوربین 4Kکه داده های خام Bayer را خروجی می دهد به یک ISP نرم افزاری روی میزبان نیاز دارد. این در ماشین بینایی پیشرفته یا سیستمهای تعبیهشده سفارشی که توسعهدهنده میخواهد کنترل کامل داشته باشد، رایج است. میزبان باید یک CPU سریع داشته باشد (به عنوان مثال، NVIDIA Jetson، کامپیوتر رومیزی).
- ماژول دوربین CMOS - هر دو گزینه – A ماژول دوربین cmosرا می توان با یا بدون ISP سخت افزاری سفارش داد. خروجی خام انعطاف پذیری می دهد. ISP سخت افزاری سادگی می دهد.
کدام یک را باید انتخاب کنید؟
| اولویت شما | توصیه |
|---|---|
| قدرت کم، عمر باتری طولانی | ISP سخت افزاری |
| کمترین تاخیر | ISP سخت افزاری |
| حداکثر انعطاف پذیری، الگوریتم های سفارشی | ISP نرم افزار |
| یکپارچه سازی کامپیوتر ساده | ISP سخت افزاری |
| اندازه محصول کوچک (بدون پردازنده اضافی) | ISP سخت افزاری |
| ویدیوی 4K در یک CPU ارزان قیمت | ISP سخت افزار (در غیر این صورت CPU دچار مشکل می شود) |
ماژول های دوربین Sincere
در صادقانه، ما ارائه می دهیمماژول دوربینراه حل ها با ISP سخت افزاری و نرم افزاری:
- ISP سخت افزاری– یکپارچه برای عملکرد کم مصرف، پلاگین و بازی.
- ISP نرم افزار– ماژول های خروجی خام برای پردازش سفارشی بر روی هاست شما (ARM، FPGA، PC).
- ماژول دوربین HD– با ISP سخت افزاری یا خروجی خام موجود است.
- ماژول دوربین 4K- ISP سخت افزاری برای اکثر کاربران توصیه می شود. خام برای کارشناسان
خلاصه
انتخاب بینISP سخت افزاری در مقابل ISP نرم افزاریقدرت، تأخیر، انعطاف پذیری و منابع CPU خلاصه می شود. ISP سختافزار سریع، کارآمد و ساده است – برای کار با باتری عالی استماژول دوربین hdدستگاه ها ISP نرم افزار به شما کنترل کامل و قابلیت ارتقا را می دهد، اما به یک پردازنده قدرتمند نیاز دارد و انرژی بیشتری مصرف می کند. برای یکماژول دوربین 4K، ISP سخت افزاری اغلب انتخاب عملی برای جلوگیری از بارگذاری بیش از حد میزبان است. درک این موضوع به شما کمک می کند تا درست را انتخاب کنیدماژول دوربین cmosبرای پروژه شما
