Processador de sinal de imagem (ISP), operação e características

Todos os dias, todos nós usamos um Câmera em uma base diária; Se um dedicado ou integrado na webcam para realizar videoconferências, uma câmera reflex para tirar fotos ou a câmera integrada no smartphone, esse elemento se tornou quase indispensável em nossas vidas. Mas, você já parou para pensar em como capturar o que vemos na vida real em uma imagem digital? Muito a ver com o ISP, processador de sinal de imagem , e é sobre isso que falaremos a seguir.

Há muitos anos, quem tinha webcam no PC era privilegiado, mas hoje está integrado em espaços tão pequenos como o Beira da tela de um laptop ou smartphone. Isso foi possível porque a ótica foi bastante reduzida enquanto a qualidade das imagens capturadas foi melhorada, e isso graças a um pequeno processador chamado ISP que todos incorporam.

Processador de Sinal de Imagem

Qual é o ISP (Processador de Sinal de Imagem) das câmeras

O ISP é um pequeno processador embutido na câmera (no caso de smartphones, ele pode ser embutido no SoC), e para entender como ele funciona, você deve saber que os pixels são sensíveis à luz entre alguns conjuntos de comprimentos de onda; essencialmente, eles são independentes da cor. A maneira de obter uma imagem colorida é colocar um filtro no topo, geralmente um filtro de cor de padrão bayer, e então interpolar a cor dos pixels adjacentes. Assim, o sensor CMOS da câmera não detecta vermelho, verde e azul para cada pixel, mas sim uma cor diferente para cada um deles e é o processador ISP que adivinha a cor dependendo do próximo a ele.

ISP

Isso é chamado de demonstração e é a principal tarefa do ISP diante das câmeras. Além disso, o ISP cuida de todas as tarefas gerais de uma câmera, como foco automático, exposição ou balanço de branco, por exemplo. Recentemente, a função de corrigir imperfeições da lente, como vinhetas ou sombras de cores transmitidas por um sistema de lentes imperfeito, foi adicionada, junto com coisas como recombinação HDR, redução de ruído, filtros, detecção de rosto e conversão entre espaços de cores. .

Obviamente, toda esta última parte significa que, caso o fabricante da câmera queira, ele pode atribuir ao ISP todas as funções de configuração de imagem que usamos no software, embora também tenha a opção de tornar tudo automático (Apple) ou que as opções são configuradas pelo usuário de acordo com sua preferência. Isso é o que permite, por exemplo, que você possa desfocar o fundo em seu Skype videoconferências.

Opções do ISP Skype

Por que este processador é importante?

Como os smartphones se tornaram o principal dispositivo de captura de imagens e vídeo no dia a dia das pessoas (e nos últimos tempos também webcams, mesmo que sejam embutidas em laptops), essa série de funções que consideramos básicas. À medida que o foco automático se tornou cada vez mais importante, os fabricantes foi forçado a melhorar o ISP e aumentar o número de tarefas que ele é capaz de realizar.

No momento, a experiência do usuário e a interface da câmera estão mudando rapidamente de geração em geração e funções cada vez mais sérias estão sendo integradas no sentido de que requerem mais uso de recursos (como o exemplo de borrar o fundo do Skype que colocamos antes), assim como o controlador de um SSD, o ISP de uma câmera desempenhará cada vez mais um papel mais importante, além do que a ótica é capaz ou os megapixels que a câmera possui.

Para o vídeo, também devemos adicionar mais um fator a essa equação, o codificador. A maneira como funciona é muito semelhante, embora o ISP normalmente trabalhe com subamostras do sensor CMOS da câmera, dependendo das capacidades do sensor. O codificador pega essas imagens e as compacta em um formato e taxa de bits de escolha do OEM ou do usuário (basicamente é H.264) e, embora nem todos os codificadores sejam iguais, eles devem funcionar em conjunto com o ISP para ser capaz de gravar vídeo.

Da mesma forma, o vídeo está sendo gravado em uma resolução maior e com efeitos adicionados em tempo real, e isso é algo que cria uma carga no processador da câmera que nem todos são capazes. Resumindo, conforme a tecnologia avança, mais funções são adicionadas às câmeras e seu processador fica sobrecarregado, por isso é importante que seu desenvolvimento continue de acordo com a evolução da indústria, ou ficaremos parados onde estamos.