En los sistemas de visión integrados, el procesador de señal de imagen (ISP) es la unidad central para la optimización de la imagen y la mejora de la calidad de la imagen.el ISP a menudo existe independientemente del sensor CMOSLos sensores CMOS con un ISP incorporado utilizan un diseño integrado de "sensor + ISP", que puede simplificar significativamente la arquitectura del sistema.reducir los costes de desarrolloSon ampliamente adecuados para numerosas aplicaciones como la electrónica de consumo, la visión industrial y la vigilancia de seguridad.Este artículo describirá los chips de sensores CMOS convencionales con proveedores de servicios de Internet integrados de los principales fabricantes y analizará sus características técnicas y escenarios de aplicación adecuados.
Actualmente, los principales fabricantes de CMOS como OmniVision, Sony, Samsung y ON Semiconductor han lanzado series de productos con ISP incorporados, que cubren bajo, medio,y grados de alta resolución para satisfacer las diversas necesidades de aplicación.
OmniVision tiene un diseño completo en el campo de los sensores CMOS con proveedores de servicios de Internet integrados, ofreciendo productos que satisfacen los requisitos tanto de los consumidores como de la industria,con ventajas fundamentales en relación con la rentabilidad y el bajo consumo de energía.
Se aplicará el procedimiento siguiente:: Como sensores de nivel de entrada de 5MP, el OV5640 (incluidos algunos modelos derivados) integra un módulo ISP básico que admite funciones fundamentales como Auto Exposure (AE), Auto White Balance (AWB),y reducción del ruidoCon una resolución máxima de 2592×1944 y una interfaz MIPI CSI-2, puede emitir directamente datos de imagen optimizados sin un chip ISP adicional.Esta serie presenta un bajo consumo de energía y se utiliza ampliamente en terminales de visión industrial de nivel de entrada, cámaras de vigilancia inteligentes, dispositivos de escaneo portátiles y otros escenarios, especialmente adecuados para proyectos de bajo coste que requieren un diseño de sistema simplificado.
Se aplicará el procedimiento siguiente:: Esta serie de alta resolución de 13MP integra un ISP de alto rendimiento que admite funciones avanzadas como composición HDR (High Dynamic Range), mejora de bordes y corrección de color.Su ISP puede suprimir eficazmente el recorte de resaltos y mejorar los detalles de las sombras, por lo que es adecuado para escenarios que exigen una mayor calidad de imágenes, como cámaras inteligentes de gama alta, equipos de inspección industrial y terminales de imágenes médicas.
Los sensores de la serie IMX de Sony son conocidos por su alta calidad de imagen.con un rendimiento de ISP potente y soporte para algoritmos de optimización de imágenes complejos.
Imx219: Este sensor de 8MP integra el módulo ISP desarrollado por Sony, que admite HDR, control de enfoque automático (AF), algoritmos de reducción de ruido y más.ofrece un excelente rendimiento de imagen en condiciones de poca luz. El ISP puede procesar rápidamente datos de imagen y emitir imágenes de formato YUV/RGB de alta calidad. Se utiliza ampliamente en placas de desarrollo Raspberry Pi, módulos de visión robótica inteligentes, cámaras de vigilancia HD,y es una opción común para proyectos de visión embebida de gama media a alta.
IMX477: Este sensor de fotograma completo de 12.3MP está equipado con un ISP de alto rendimiento que admite HDR de 10 bits, control de exposición de múltiples zonas y optimización de la reproducción de color.Su ISP puede procesar con precisión los datos de imagen capturados por el sensor de gran tamañoEs adecuado para inspecciones industriales de grado profesional, cámaras de seguridad de gama alta, equipos de fotografía aérea,y otros escenarios con exigencias extremadamente altas de precisión de imagen y rango dinámico.
Los sensores CMOS de Samsung con ISP incorporados se caracterizan por una alta integración y un bajo consumo de energía, dirigidos principalmente a productos electrónicos de consumo y aplicaciones industriales ligeras.
S5K3P9: Este sensor de 13MP integra un módulo ISP que admite HDR, exposición automática, calibración del balance de blancos y otras funciones.facilita la integración en dispositivos con espacio limitado, como las cámaras frontales de los teléfonos inteligentes, terminales inteligentes portátiles y pequeños dispositivos de vigilancia.
S5K2L7: Esta serie de 8MP de baja potencia cuenta con un módulo ISP optimizado para el control del consumo de energía, que admite funciones básicas de optimización de imagen.Los terminales de visión de IoT, y escenarios similares.
Los sensores CMOS de ON Semiconductor con ISP incorporados enfatizan la fiabilidad de grado industrial, capaces de adaptarse a ambientes de trabajo duros.Sus funciones de ISP están adaptadas a las necesidades de visión industrial.
Las demás:: Este sensor de grado industrial de 2MP integra un ISP de grado industrial que admite funciones como corrección de píxeles defectuosos, corrección de sombreado de lentes y reducción de ruido.Puede funcionar de forma estable en un amplio rango de temperaturas de -40°C a 85°CLos datos de imagen emitidos por su ISP son muy precisos, lo que lo hace adecuado para escenarios industriales como la guía de la visión del robot, la detección de defectos en la línea de producción y el monitoreo de vehículos.
No se incluyen en la lista.: Esta serie de alta velocidad de fotogramas de 5MP cuenta con un ISP que admite un procesamiento de imágenes de alta velocidad, que coincide con una velocidad de fotogramas de salida de hasta 60 fps.Es adecuado para aplicaciones industriales que requieren un alto rendimiento en tiempo real, como la detección de objetos en movimiento a alta velocidad y la captura visual de la línea de producción.
Arquitectura del sistema simplificada: El diseño integrado elimina la necesidad de un chip ISP separado, módulos de gestión de energía relacionados y circuitos de conexión, lo que reduce la huella de la placa base y la complejidad del diseño de hardware.Esto es particularmente beneficioso para las miniaturas, dispositivos incorporados ligeros.
Mejora del rendimiento de procesamiento en tiempo real: Los datos de imagen capturados por el sensor pueden procesarse directamente dentro del chip, eliminando la necesidad de transmisión a un ISP externo.Esto reduce la latencia de transferencia de datos y mejora el rendimiento en tiempo real de la salida de imagen, por lo que es adecuado para la inspección visual de alta velocidad, el monitoreo en tiempo real y escenarios similares.
Reducción de la inversión en desarrollo y costesLos fabricantes suelen proporcionar paquetes de controladores y SDK maduros, acortando los ciclos de desarrollo de productos.Además, la reducción del número de chips reduce la adquisición de hardware y los costos de fabricación.
Control optimizado del consumo de energía: El diseño integrado permite una gestión coordinada de la energía entre el sensor y el ISP, lo que resulta en una mejor eficiencia energética en comparación con las soluciones discretas.Esto es ventajoso para escenarios de baja energía como terminales móviles alimentados por baterías y dispositivos IoT.
Requisitos de resolución y calidad de imagenPor ejemplo, la vigilancia de nivel de entrada puede seleccionar modelos inferiores a 5MP (por ejemplo, OV5640),Mientras que la inspección industrial profesional puede requerir modelos superiores a 10MP (e.g., IMX477). Además, considere las funciones soportadas por el ISP como HDR y reducción de ruido para garantizar que se cumplan los requisitos de calidad de imagen.
Scenario de aplicación Adecuación: Para los escenarios industriales, priorizar los modelos con amplios rangos de temperatura y fuertes capacidades antiinterferencia (por ejemplo, la serie ON Semiconductor AR).Modelos de factor de forma pequeño (e)Para escenarios de detección de alta velocidad, preste atención a la velocidad de fotogramas de procesamiento del ISP (por ejemplo, AR0521).
Interfaz y compatibilidad: Verificar la compatibilidad entre la interfaz del sensor (por ejemplo, MIPI CSI-2, DVP) y el chip de control principal para evitar obstáculos de desarrollo causados por la incompatibilidad de la interfaz.
Apoyo técnico del fabricante: Priorizar a los fabricantes que proporcionan controladores completos, SDK y documentación técnica para reducir la dificultad del desarrollo y garantizar el progreso del proyecto.
Los sensores CMOS con proveedores de servicios de Internet integrados ofrecen ventajas significativas en la simplificación de la arquitectura, la reducción de costes y la mejora del rendimiento en tiempo real gracias a su diseño integrado.haciendo de ellos una opción principal para los sistemas de visión integradosLos productos de diferentes fabricantes tienen sus propios énfasis: la serie OmniVision destaca por su rentabilidad, la serie Sony sobresale en calidad de imagen,la serie Samsung ofrece una gran adaptabilidad con bajo consumo de energía, y la serie ON Semiconductor se centra en la fiabilidad de grado industrial.Es crucial que el modelo del chip coincida con los requisitos de resolución del escenario de aplicación específico., calidad de imagen y adaptabilidad ambiental para maximizar el valor técnico del diseño integrado.
