前言安全监控已进入网络高清时代。在这种趋势下,高清机芯的应用将变得越来越广泛。
由于高清机芯的技术门槛很高,因此国内很少有制造商可以开发它们,并且大多数使用外国品牌。近年来,由于ISP(图像信号处理)处理芯片的SOC化,出现了更多的摄像机集,可以用作摄像机和集成机芯,但这些摄像机集不足够灵活,无法满足复杂场景的监视要求。
。集成机芯的发展朝着高分辨率,网络化和高倍率的方向发展,而SOC不能及时满足市场的变化。
本文使用自行开发的ISP和TMPM342电机驱动的MCU集成芯片来实现5MP高清机芯的开发。集成运动概述集成运动是指具有内置镜头,变焦和自动对焦功能的相机。
这是一种集光,机和电于一体的高精度设备。它被广泛用于球型摄像机,云台和其他产品中。
一体机芯的工作原理如下:图像光通过多合一透镜进入图像传感器(传感器),图像传感器成像并将图像信号输出到图像信号处理系统(ISP) ,图像信号处理单元对信号进行色彩插值和白平衡,图像增强等处理,输出标准图像信号格式。控制部分(MCU)根据ISP的焦点统计信息判断图像是否清晰,然后驱动马达驱动镜头变焦并聚焦,以输出清晰的图像。
集成机芯的基本框图如图1所示。图1.集成机芯的原理框图集成机芯系统设计集成机芯的硬件包括五个部分:镜头,镜头,图像传感器,图像信号处理系统ISP,控制部分MCU和驱动程序部分Driver。
镜头和图像传感器负责光的收集和成像功能,ISP负责图像信号的处理和处理以输出高质量的图像,控制部分负责缩放和自动对焦等功能。该项目是设计超低照度的1 / 1.8& 5MP集成高清机芯。
多合一镜头采用业界首创的1 / 1.8目标表面的多合一镜头,具有较大的透明光圈。图像传感器采用行业领先的超低照度1 / 1.8。
目标表面堆叠了CMOS传感器IMX178。图像信号处理单元采用自行设计的FPGA实现ISP功能,灵活高效,可以实现更复杂的功能。
控制部分和驱动部分采用TMPM342,它集成了MCU和电机驱动器MCD,具有体积小,控制灵活的特点。该系统的关键部分设计为集成将光,机和电集成在一起的高精度设备。
它的设计也是一个相对复杂的项目。涉及的技术有:自动对焦技术,自动曝光技术,图像处理技术和光学工程。
技术,嵌入式技术,视频编码技术,网络传输技术和其他相关技术。 ISP部分和控制部分是系统设计的关键部分。
ISP与输出图像质量有关,控制部分与变焦和聚焦性能有关,以使图像快速清晰。 ISP设计和FPGA实现ISP(图像信号处理)类似于人眼的视觉系统(包括视网膜,大脑皮层视觉区域等),以处理视网膜上的图像以产生视觉感知的视觉效果。
人类。 ISP处理器处理传感器输出的原始数据,以获得与人类视觉效果一致的图像。
ISP处理流程大致如下:光线通过镜头进入传感器以形成原始图像数据(拜耳数据),拜耳数据进入ISP处理单元。通过黑电平校正将信号调整到合适的范围,以利于后续处理。
拜耳数据通过颜色插值转换为RGB彩色块图像信号。 RGB图像信号经过一系列校正处理,例如白平衡校正,颜色校正和伽玛校正,以获得相对正常和清晰的图像信号。
将RGB信号转换为YUV信号后,它会进行数字还原。诸如噪声和图像增强之类的一系列处理可以获得更理想的图像和视频。
因此,ISP模块包括黑点级别