图像信号处理器技术探讨

2021-04-22 10:12
 
二维码
  • 什么是图像信号处理器(ISP)?   

    ISP的常见解释是一种多媒体处理器或专用数字信号处理器。如果更简洁一点的话,ISP是一种芯片,可以对数字图像信号进行处理,转换成人类可以看到的图像。当光通过透镜进入传感器时,传感器将光信号转换成由0和1组成的电子信号。ISP接收到RAW信号后,通过三原色(红、绿、蓝)的重组和图像处理,可以将RAW恢复到接近人眼所见的画面。如果这个系统能够加速到每秒处理30多幅图像,那么由此产生的图像集成将是一个现在广泛使用的视频,而芯鼎科技则专注于ISP的研发,将图像应用到、家用监控、消费类产品的市场上,让人类的生活更加安全便捷。接下来,我们将更详细地介绍ISP的一些特性.

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    在目前销售的新车中,可以看到摄像头的应用非常广泛,包括行车记录仪、航拍无人机、电子后视镜、倒车和开发、景观系统等。在这些相机中,需要一个先进的ISP来处理图像信号,ISP处理后的图像可以输出到另一个处理器或屏幕上,用于记录、组合景观图像和切换屏幕视角。

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    在目前的图像应用中,除了查看图像之外,各个厂商也在积极开发基于图像的人工智能(AI)AI的判断会因为图像中噪声的干扰而增加误判率,也会延长判断时间。所以清晰的图像可以帮助AI更准确高效地进行行人检测、人员门禁、停车场车牌识别、生态保育动物识别、工厂机器人自动化。


    汽车中的ISP需要哪些关键技术?


    *高动态范围(HDR)是为了解决高亮度对比度场景中,暗的地方太暗,亮的地方太亮的问题。下图显示了HDR可以会聚极亮的区域(太阳),同时将图像细节保留在黑暗的地方。

    芯鼎科技的M3系列ISP在测试原型中提供FHD分辨率。通过F/N   1.75HFOV   115镜头的车牌识别度与距离关系的实验,实验结果证明,芯鼎科技的M3系列ISP可以在两个车身距离内提供清晰的车牌识别,下面两张图片是在距离前方车辆6米和9米的情况下拍摄的图像,在6米距离放大分析车牌图像后可以清晰识别英文字母AYQ69米以内可以识别数字部分,9米以外不能识别数字6

    车牌的可识别距离与镜头的选择关系很大[4]。在传感器分辨率相同的情况下,FOV越小意味着接收到的车牌信息越多,即可以识别的信息越多。假设所选镜头的FOV比本实验使用的镜头小1/2,理论上可以将车牌的可识别距离提高到两倍。

    传感器的分析程度与可识别距离有很大关系。传感器的分辨率越高,可以采集到的图像信息越详细,可以识别的图像也就越远。假设所选传感器的分辨率是本实验中使用的传感器的两倍,则可辨别距离将增加一倍。


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    该车牌识别系统通过M3系列ISP可以清晰的识别两个车身距离内的车牌号码。在同样2像素传感器的情况下,如果使用更小的FOV(视场)镜头,识别距离可以更远。另一方面,提高传感器的分辨率也可以增加识别距离。例如,Ci1 ISP可以支持4像素的传感器。


  • *镜头畸变校正,LDC),高阶镜头会有一定的镜头畸变,主要是由于镜头的物理结构,比如左下角图片中校正前的图像,可以通过ISP内置的LDC引擎进行校正,产生接近人眼真实视野的图像[1]。

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    M3系列ISP内置LDC功能,可以校正镜头失真,还原类似人眼看到的场景。

    *HDR采用3D降噪技术,使夜间图像更加清晰

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    HDR效应可以大大提高暗态下的图像性能,但由于亮度不足,夜间仍会出现噪声和噪声粒子。SP的内置3D降噪技术,可以参考过去的很多图像来降低当前图像的噪声,从而获得清晰的夜景。

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    芯鼎科技的ISP技术具有行业领先的HDR效应,可以为驱动和AI处理器提供清晰的图像作为判断依据。车牌号码的英文字母和数字在两个车身之间的距离内可以清楚地识别,车牌的数字部分在三个车身之间的距离内可以清楚地看到。失真校正功能可防止图像因镜头设计而变形。3D降噪技术可以大大减少夜间的图像狂躁,提高图像质量。Ci3系列ISPs也通过了AEC-Q100二级标准。可以满足汽车厂商对汽车芯片可靠性的高标准,可以应用于前置的汽车摄像头模块。如果您想了解更多的ISP产品,请与iCatch 核心战略合作伙伴华星视讯联系,专注于使用icatch芯片开发视频方案.