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数码相机图像处理知识ABC

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楼主
上周参加慕尼黑电子展,本来是去了解富士通半导体公司推的视频安防方案技术(Milbeaut security),意外第一次知道他们家的Milbeaut图像处理技术其实主要是从相机应用中发展而来,除了数码相机和微单,目前很多手机相机用的图像处理器(ISP)都是采用的富士通半导体他们的图像处理器芯片和技术(俺的魅族MX3也是哦),与他们的几位专家聊聊天,倒增加了不少手机ISP相关的知识,回来google了下,貌似相关分享信息很少,参考网上的一些资资料和富士通那儿考的资料写出来分享给大家,希望一起学习交流(图像处理俺只算半灌水,不正确或不准确的地方,请大家拍砖。附件是Milbeaut for mobile的英文版资料,感兴趣可以参考下)


ISP?手机相机的决定因素!
通常来讲,数码相机图像部分芯片基本上由一个Imaging Sensor(图像传感器)和ISP组成,多功能的ISP结合图像传感器能够为数码相机提供高速、加强的图像质量。所以,很多人都认为ISP是数码相机性能表现的决定因素。


ISP在模组上的应用原理
无论数码相机、摄像机或者摄像手机,其影像数据都是从前端感应后,经过ASP(模拟信号处理)、ADC(模拟数字转换器)、Pre-ISP(前期影像处理)与Post-ISP(后端影像处理)四个阶段后,影像数据才能最终呈现在终端设备上。



不过呢,由于图像传感器的像素高低不同、及其他成本等的考虑,ISP各功能区域会依数码市场特性做分散配置或整合处理,例如,某些低端相机将Pre-ISP与传感器整合在一起,而某些高像素手机将所有的ISP功能单独做成一个芯片等,当然,无论什么样的方案,最终符合消费者心理预期就是最好的方案。


ASP(模拟信号处理器)主要是针对图像传感器采集的电压或电流信号进行处理,主要作用是信号放大、自动曝光调整、时序控制、像素抽样控制等。因其与初始信号的绝对相关性,一般的图像传感器厂商皆会将此项功能直接与传感器做在一块。在图一中即为蓝色部分。传感数据经过ASP处理后,输出数据为Raw Data(原始数字数据)。

Pre-ISP(影像处理器)为前端影像处理,主要针对ADC转换后传出的Raw Data,进行3A(自动对焦,自动曝光,自动白平衡),影像坏点修补、、gamma校正、锐利度、颜色插值等。在低像素的产品中,例如0.3M像素,因影像数据较少,不需要大规模的复杂处理,会将Pre-ISP与图像传感器做在同一颗芯片中;但高像素CMOS传感器,因需要处理的像素数越来越多,虽然将Pre-ISP集成在传感器内部从制造技术上来讲不困难,但因成本及成像质量的原因,有些手机设计公司在设计时会将集成于传感器内部的Pre-ISP功能屏蔽掉,并维持传感器ADC输出的原始资料,交由单独的ISP芯片或集成在Baseband的ISP进行处理。


Post-ISP虽然也称为后端影响处理,但其与成像相关的工作不多,主要负责数据压缩与后端接口界面控制,以及数据传输、控制等工作,其中还包括LCD影像预览、镜头对焦控制、使用界面等。

手机数码相机图像处理器Milbeaut.zip

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沙发
mmuuss586| | 2014-3-31 14:16 | 只看该作者

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板凳
通行无阻| | 2014-3-31 18:19 | 只看该作者
是的,ISP包含了数码相机中图像处理所需要的各种功能,如图像压缩、噪音降低、高色彩重现能力等。不仅仅是硬件设计的问题,还有很多图形处理的软件算法。所以他们推的安防应用看起来也很牛。我看过demo演示,区域遮蔽, 宽动态, 除雾, 限制区域警示都很不错!(貌似第二张图是富士通的汽车视频监测应用吧~与ISP不搭嘎)

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地板
df_flying| | 2014-3-31 19:14 | 只看该作者

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5
linzhiqi1| | 2014-3-31 21:28 | 只看该作者
学习了

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6
恰恩城主| | 2014-4-1 16:59 | 只看该作者
学习了,讲的很棒!

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7
大wang66| | 2014-4-1 17:12 | 只看该作者
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wuzx-61| | 2014-4-1 21:03 | 只看该作者
下了看,谢谢!

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9
名字真麻烦ccc|  楼主 | 2014-4-2 17:45 | 只看该作者
通行无阻 发表于 2014-3-31 18:19
是的,ISP包含了数码相机中图像处理所需要的各种功能,如图像压缩、噪音降低、高色彩重现能力等。不仅仅是 ...

是的,第二张图是他们的360度汽车视频监测系统,同样很牛叉的应用,不过这里面的很多技术与Milbeaut security是相通的,虽然他们的芯片系列完全不一样,背后的很多算法Knowhow应该是可借鉴的。这应该也是为什么富士通的静态图像ISP、动态视频处理(安防和汽车)都很牛的原因吧。

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10
long恋了| | 2014-4-3 17:15 | 只看该作者
貌似三星的几款手机都是用的他们家的芯片,日本的图像处理技术确实很牛,包括sensor,高端的基本上是Sony的。

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11
award| | 2014-4-4 09:31 | 只看该作者
呵呵呵,在深圳的研讨会上听富士通半导体的台湾专家讲过,很高大上的说,不过宣传的很少啊,估计没有几个人懂Milbeaut是个啥,包括咱们工程师朋友

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12
dqgcs123| | 2014-4-4 12:52 | 只看该作者
好高端的样子

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13
1024| | 2014-4-8 09:50 | 只看该作者
这几年富士通的ISP技术应用,大陆市场成主力了,魅族、Oppo都在用,富士通这几年宣传也多起来了。以前针对相机市场,基本上都是日本、韩国和台湾占据95%以上,现在手机相机估计占相机市场80%以上的份额

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14
long恋了| | 2014-4-9 11:29 | 只看该作者
看咯下   还真不错  赞一个

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15
沧海一笑| | 2014-4-9 11:40 | 只看该作者
360度汽车视频监测系统,外加富士通的ISP技术应用,赞了...

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16
imag| | 2014-4-10 10:29 | 只看该作者
赞一个   不错

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17
随便随便| | 2014-4-11 12:27 | 只看该作者
  涨姿势了 !!!!

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