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打造高階照相手機 千萬畫素競賽開跑

上網時間: 2009年12月07日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:千萬畫素  camerIC-18  照相手機 

今天,照相手機中的相機或多或少都有點兒像玩具。你大概也聽說過手機製造商們的承諾:再過不久,他們就會將真正的相機放在手機內。你很可能思考過手機製造商將如何做到這一點,然而,期待著有一天基本款手機突然都內建了高檔相機──這是合理的嗎?

Silicon Image公司稍早前推出了據稱可支援500~1,800萬畫素的影像訊號處理器(ISP)核心。其camerIC-18 IP能“以更有效率的方式為手機配置數位相機,”Silicon Image公司業務開發總監Ron Richter表示。

Silicon Image並不是第一家提出這種說法的公司。

像卓然(Zoran)這類獨立影像訊號處理器供應商;應用處理器供應商如德州儀器(TI),以及諸如NEC和三星電子(Samsung)這類SoC公司,都各自以不同的設計朝相同的目標前進。三星公司整合了ISP與CMOS影像感測器。卓然奉行獨立的ISP晶片。德州儀器則使ISP成為應用處理器的一部份。

而對Silicon Image而言,其ISP架構是未來基頻SoC的關鍵部份,這些元件將用於最基本的功能型手機,負責處理影像訊號。

Richter指出,在降低成本和提高性能的雙重壓力下,ISP的功能將逐漸被整合到其他的手機晶片中。在此同時,更多的手機在設計時將不會使用應用處理器,轉而更依賴基頻晶片。在這些趨勢下,“獨立型ISP最終將完全被整合,”Richter表示。

Silicon Image希望協助獲得其IP授權的業者開發出足以支援HD解析度攝影功能的基頻SoC晶片。

硬體驅動的camerIC-18核心使用最少的CPU週期來完成影像訊號處理、後處理和數據壓縮,Richter說。

鏡頭才是關鍵

市場觀察家指出,強調數百萬畫素的成像能力,使大家都忽略了照相手機的關鍵問題:空間限制。這往往讓製造商無法使用帶有強大機械式自動對焦系統的優良鏡頭。沒有像樣的鏡頭,使用者無法拍出好照片。

“在設計照相手機時,工程師往往受限於鏡頭,”In-Stat首席技術策略專家Jim McGregor說。“可以產生1,200萬畫素的影像,並不意味著也能擷取到足夠的光線和資料。即使在擁有更好鏡頭的全自動傻瓜相機中,這也是一個問題。”

“對手機來說,最佳的解決方案是在你能力所及盡可能提高整合度,但仍必須考量到與影像子系統和鏡頭的整體匹配,”McGregor表示。

Silicon Image聲稱,為協助設計師在多種設計考量中取得最佳權衡,camerIC-18核心提供了壞畫素檢測/糾正和降雜訊動功能。

當應用於手機時,CMOS影像感測器往往存在著缺陷,因為對手機來說,所謂的error-free CMOS影像感測器是一種過於昂貴的選擇。而camerIC-18 IP可檢測並取代有缺陷的畫素,Richter說。

 F1: camerIC-18 IP能為手機配置數位相機與視訊成像功能。
F1: camerIC-18 IP能為手機配置數位相機與視訊成像功能。

朝更高解析度發展的同時,也導致了更多雜訊。CMOS製程技術的進展雖然實現了更小的電晶體與儲存單元,並提高了畫素密度;但更高的畫素密度卻意味著更小的畫素尺寸,並降低感測器可偵測到的光子數,從而降低了訊號雜訊比(SNR)。

在較低解析度數位相機中可觀察到的雜訊到了更高解析度的CMOS感測器相機中將變得更清晰可見。CamerIC-18可望降低或消除這一類的雜訊。

該核心也支援寬動態範圍處理、穩定數位影像,並支援鏡頭光罩校正、自動對焦測量、自動白平衡,以及透過亮度測量實現自動曝光等標準性能。

影像處理市場戰況激烈

三星電子日前發佈一款1/4吋光學格式、5百萬畫素的SoC──S5K4EA,結合了一款CMOS影感測器與影像數位處理器。三星承諾該元件可將“數位相機的功能導入高階行動電話中。”

NEC公司發佈一款SoC,它可使行動電話輸出Full-HD (1,080-pixel)視訊串流,以及設定高達1,200萬畫素的靜態影像資料。該SoC整合了影像穩定功能,以及高階數位相機中常見的光學補償技術。

類似地,Zoran也在今年初展示其Approch7多媒體處理器,據稱可為用戶帶來高品質的相機體驗、HD視訊擷取與播放。

應用處理器巨擘TI“在最新OMAP3解決方案中整合了ISP技術,例如Palm Pre手機。”Forward Concepts公司總裁Will Straus表示。TI已不再涉足2G和2.5G行動電話市場,但至少在未來這一年內仍將持續為諾基亞(Nikia)出貨約1百萬台3G基頻。

Silicon Image宣稱並未與上述廠商展開直接競爭。Richter指出,該公司的競爭對手是一些可提供自有IP解決方案的行動晶片供應商。

Struss表示,Silicon Image已經與幾家亞洲的多媒體晶片供應商展開競爭,包括Core Logic與MtekVision公司;另外還包括一些行動晶片公司,例如擁有自己IP系列組合的高通(Qualcomm)公司。

其它ISP核心供應商包括法國IP公司DxOLabs,它提供了整合一系列影處理器並擴展景深技術的嵌入式成像產品;還有自飛利浦(Philips)獨立而出的Silicon Hive,該公司提供可授權的相機系統IP,它可嵌入SoC中作為軟核心。

Silicon Image的CamerIC-18核心源於Sci-worx公司在2002年所發表的第五代數位相機處理器技術。Silicon Image公司後來在2007年時自英飛凌手中收購了這家小規模的德國公司。

Richter表示,該新核心的授權費用根據有限ISP的輕量級版本或完整方案而異,範圍約為25萬美元到1百萬美元之間。

作者:吉田順子





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