思比科系列CMOS图像传感器应用方案
ISP和部分传感器控制功能之后的简化产品。
这种方案在最低端手机和最高端手机中都有应用。如联发科的MTK6226和展讯6600D+华邦99685,就属于这一方案在低端手机上的应用。而可以支持到3.2M Raw Data 传感器,Broadcom的BCM2820甚至可以支持8M像素的Raw Data 传感器,很多高端手机采用了这些方案。
对于3.2M以上的高像素拍照手机,Raw Data方案从系统设计的角度讲是合理的。高像素的拍照手机为了取代传统数码相机,对图像质量的要求已经达到专业级的要求。在提高模拟前端图像采集性能的同时,后端复杂的图像处理技术也是必不可少的。要把这些功能复杂的ISP集成到传感器中,几乎很难实现,比如复杂的彩色插值算法要求保存一帧的Raw Data,需要很大的缓冲,传感器中不可能做到;而性能越来越高的多媒体处理器,无论是处理能力,还是配备的缓冲,都非常适合来完成这个功能。从整个系统的结构和性价比来看,这种方案也是最有竞争力的。
对于低端的VGA拍照手机,传感器的成本压力越来越大。Raw Data型的传感器是降低成本最有效的方案。联发科推出的一系列平台方案就恰好集成了图像处理的功能,MTK6226就是最典型的代表。
Raw Data型方案目前也存在缺点,它需要传感器厂商和多媒体芯片或是平台厂商紧密配合,才能很顺利的完成系统集成。尤其是方案设计阶段,对不同的传感器,甚至相同的传感器搭配不同的镜头,都需要基于多媒体芯片重新调试图像效果。传感器厂商只有得到这些平台厂商的配合,才能完成design-in。
目前手机市场的情况是YUV型和Raw Data型两种方案并存。思比科也有针对性的开发出了不同的产品,来满足客户多元化的需求。其中SP0818和SP2318满足YUV型手机客户的需求,而SP80708和SP83308则符合Raw Data型手机客户的要求。
2.PC摄像头
相对手机而言,PC摄像头(PC-CAM)是一个较为简单的应用。由于英特网的普及以及越来越流行的网络视频应用,PC-CAM的需求量也非常庞大。SP80708在满足手机应用的同时,也因为高性价比的优势而被大量使用在PC-CAM上。
PC-CAM的方案非常简单,一颗DSP搭配一颗传感器,就组成了一个PC-CAM方案。图3是一个典型的PC-CAM的结构图。
图3:典型的PC-CAM方案。
SP80708采用了思比科最新的像素技术,感光度高达1.2V,足以满足PC-CAM对低照度的严格要求;色彩还原性好,原始数据经过简单处理就可以达到理想的效果;而像素尺寸缩小到3.2umx3.2um,可以较大幅度降低传感器成本。同时内嵌思比科特有的曝光控制算法,很大程度上提高了动态范围,在各种光照条件的复杂环境下,都能达到理想的曝光效果。
PC-CAM也有很多种类。从传感器的分辨率来分,有30万像素,130万像素和200万像素的PC-CAM,早期甚至还有10万像素的产品。由于受到USB带宽的限制,PC-CAM很少有200万像素以上的产品。从传感器的类型来分,有使用Raw Data 传感器的PC-CAM,也有使用YUV 传感器的产品;绝大多数DSP都集成了ISP的功能,但多数的ISP只支持到VGA,所以大多数30万像素的PC-CAM都采用Raw Data的传感器,或是采用YUV 传感器的Raw Data输出,而130万像素和200万像素的产品则多使用YUV 传感器。
从DSP的功能来分,PC-CAM又可以分为USB1.1和USB2.0两种,因为USB1.1的带款很窄,视频在传到 PC之前需要压缩,所以USB1.1的DSP都集成了JPEG压缩的模块;而USB2.0则能够传输未经压缩的VGA视频流,因此USB2.0的PC- CAM视频质量优于USB1.1的产品。有些USB2.0的DSP也集成了JPEG模块,向下兼容USB1.1的应用,以保证产品能应用在非常低端的PC 上。
随着市场的多元化发展,PC-CAM产品的种类也越来越多。如有带语音输入功能的、有带自动聚焦和跟踪功能的。而最近出现的"免驱动"的PC-CAM,则有可能成为未来的主流产品。
3.监控系统
传统的监控系统几乎都采用CCD。随着CMOS 传感器技术的发展,CMOS的品质已经达到CCD相当的水平。而监控系统应用的普及,也面临着降低成本的压力。低成本的CMOS取代CCD在监控系统上应用的趋势已经非常明显。图4是采用CMOS 传感器的监控系统的典型结构。
图4: IP camera解决方案。
传感器将采集到的高品质图像数据转换成标准YUV格式,传给后边的处理器,处理器完成对视频的压缩,并通过有线或无线网络,将压缩后的视频流发送出去。因为监控系统的应用环境差别比较大,而且都是处于全天候工作状态,因此对传感器的要求非常高,比如传感器的动态范围,灵敏度,温度特性等,都比普通的传感器高出很多。思比科目前正在积极开发
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