Процесор зображення — це спеціалізований процесор цифрових сигналів, що використовується для обробки зображень в цифрових камерах, мобільних телефонах або інших пристроях. Процесори зображення часто використовують паралельні обчислення навіть з SIMD або MIMD технологіями задля підвищення швидкості та ефективності. Ядро системи обробки цифрового зображення може виконувати цілий ряд задач. Для більшої інтеграції з вбудованими сервісами часто це система на кристалі з мультипроцесорною архітектурою.
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODJMelk0TDA1cGEyOXVYMFE1TUY4dFgySnZZWEprWHpCZkxWOU9hV3R2Ymw5RmVIQmxaV1JmUlVrdE1UUTVMVEUzTmprdWFuQm5Mekl5TUhCNExVNXBhMjl1WDBRNU1GOHRYMkp2WVhKa1h6QmZMVjlPYVd0dmJsOUZlSEJsWldSZlJVa3RNVFE1TFRFM05qa3VhbkJuLmpwZw==.jpg)
Функції
Баєровська трансформація
Фотодіоди які використовуються у сенсорах зображення за своєю природою не розрізняють кольору: вони здатні записувати тільки відтінки сірого. Для отримання кольору їх покривають кольоровими фільтрами: червоним, зеленим та синім (RGB) у відповідності до схеми Баєровського фільтра. Так як кожен діод записує інформацію виключно для одного пікселя зображення, без процесора зображення ми будемо мати зелений піксель поруч з кожним червоним та синім. (Насправді більшість сенсорів мають два зелених на кожен синій та червоний діоди)
Однак цей процес є досить складним і включає в себе цілий ряд різних операцій. Його якість багато в чому залежить від ефективності алгоритмів, застосовуваних на даних, що надходять від датчика. Математично оброблені дані стають записаним фото-файлом.
Демозаїкізація
Як зазначено вище, процесор зображення обробляє дані про колір та яскравість окремого пікселя, порівнює за даними сусідніх пікселей та використовує демозаїкуючий алгоритм для визначення відповідного кольору та яскравості пікселя. Процесор зображення також використовує все зображення для визначення коректного розподілення контрасту. Регулюючи гаму (змінюючи контрастний діапазон середніх тонів зображення) можна добитися більш реалістичного вигляду тонких градацій кольору, як наприклад людська шкіра або колір неба.
Зниження шуму
Шум — це явище, яке виникає у будь-якій електричній схемі. У цифровій фотографії цей ефект зазвичай виявляться у виді точок вочевидь неправильного кольору на якісь однотонній області. Шум збільшується з температурою та часом експозиції. При виборі більшого ISO, сигнал з сенсора посилюється, що водночас підсилює наявний шум, що призводить до зниження (співвідношення сигнал/шум). Процесор зображення намагається відділити шум від інформації та видалити його. Це може бути досить складно через те, що якщо зображення має ділянки зі складними текстурами, то вони можуть втратити у чіткості, якщо будуть розпізнані як шум.
Підвищення різкості
Через те що ми інтерполюємо колір та яскравість кожного пікселя, до зображення доводиться використовувати деяке розмалювання, для згладжування негараздів які могли виникнути під час операції. Для збереження враження глибини та чіткості зображення, процесор повинен додати різкості до країв та контурів. Внаслідок цього необхідно коректно виявляти контури та відновлювати їх гладко та без надмірної різкості.
Моделі
Користувачі процесорів зображення використовують стандартні індустріальні продукти, інтегральні схеми з програмованою користувачем структурою фбо навіть інтегральні схеми для специфічного застосування з торговими іменами: Canon використовує , Nikon — EXPEED, Olympus — TruePic, Panasonic — та Sony — . Відомо, що деякі базуються на Fujitsu , Texas Instruments , Panasonic , Coach, Altek Sunny або Sanyo процесорах.
ARM-процесори з NEON SIMD Media Processing Engines (MPE) часто використовуються у мобільних телефонах.
Процесори за виробниками
- Canon - (базується на Texas Instruments )
- Casio - EXILIM engine
- Epson - EDiART
- Fujifilm - EXR III або X Processor Pro
- Minolta / Konica Minolta - SUPHEED з CxProcess
- Leica - MAESTRO (базується на Fujitsu )
- Nikon - EXPEED (базується на Fujitsu )
- Olympus - (базується на Panasonic MN103/MN103S)
- Panasonic - (базується на Panasonic MN103/MN103S)
- Pentax - PRIME (Pentax Real IMage Engine) (новіші варіанти базуються на Fujitsu Milbeaut)
- Ricoh - GR engine (GR digital), Smooth Imaging Engine
- Samsung - DRIMe (базується на Samsung Exynos)
- Sanyo - Platinum engine
- Sigma - True (новіші варіанти базуються на Fujitsu )
- Sharp - ProPix
- Sony -
- HTC - ImageSense
Швидкість
Чим більшою стає кількість пікселей на сенсорах, тим критичнішою є швидкодія процесорів зображення: фотографи не хочуть чекати на завершення обробки, більш того, вони навіть не хочуть помічати, що щось проходить всередині камери. Саме тому необхідно постійно оптимізувати процесори для обробки більшої кількості даних за той самий або менший проміжок часу.
Примітки
- (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 24 вересня 2015. Процитовано 13 жовтня 2016.
- (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 13 грудня 2016. Процитовано 13 жовтня 2016.
- Inside the Canon Rebel T4i DSLR [ 21 вересня 2012 у Wayback Machine.] Chipworks
- . Архів оригіналу за 7 жовтня 2008. Процитовано 13 жовтня 2016.
- Milbeaut and EXPEED [ 21 травня 2016 у Wayback Machine.] byThom
Див. також
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Procesor zobrazhennya ce specializovanij procesor cifrovih signaliv sho vikoristovuyetsya dlya obrobki zobrazhen v cifrovih kamerah mobilnih telefonah abo inshih pristroyah Procesori zobrazhennya chasto vikoristovuyut paralelni obchislennya navit z SIMD abo MIMD tehnologiyami zadlya pidvishennya shvidkosti ta efektivnosti Yadro sistemi obrobki cifrovogo zobrazhennya mozhe vikonuvati cilij ryad zadach Dlya bilshoyi integraciyi z vbudovanimi servisami chasto ce sistema na kristali z multiprocesornoyu arhitekturoyu Nikon EXPEED ce sistema na kristali sho mistit procesor zobrazhennya procesor video procesor cifrovih signaliv ta 32 bitnij mikrokontroler sho keruye chipomFunkciyiBayerovska transformaciya Fotodiodi yaki vikoristovuyutsya u sensorah zobrazhennya za svoyeyu prirodoyu ne rozriznyayut koloru voni zdatni zapisuvati tilki vidtinki sirogo Dlya otrimannya koloru yih pokrivayut kolorovimi filtrami chervonim zelenim ta sinim RGB u vidpovidnosti do shemi Bayerovskogo filtra Tak yak kozhen diod zapisuye informaciyu viklyuchno dlya odnogo pikselya zobrazhennya bez procesora zobrazhennya mi budemo mati zelenij piksel poruch z kozhnim chervonim ta sinim Naspravdi bilshist sensoriv mayut dva zelenih na kozhen sinij ta chervonij diodi Odnak cej proces ye dosit skladnim i vklyuchaye v sebe cilij ryad riznih operacij Jogo yakist bagato v chomu zalezhit vid efektivnosti algoritmiv zastosovuvanih na danih sho nadhodyat vid datchika Matematichno obrobleni dani stayut zapisanim foto fajlom Demozayikizaciya Yak zaznacheno vishe procesor zobrazhennya obroblyaye dani pro kolir ta yaskravist okremogo pikselya porivnyuye za danimi susidnih pikselej ta vikoristovuye demozayikuyuchij algoritm dlya viznachennya vidpovidnogo koloru ta yaskravosti pikselya Procesor zobrazhennya takozh vikoristovuye vse zobrazhennya dlya viznachennya korektnogo rozpodilennya kontrastu Regulyuyuchi gamu zminyuyuchi kontrastnij diapazon serednih toniv zobrazhennya mozhna dobitisya bilsh realistichnogo viglyadu tonkih gradacij koloru yak napriklad lyudska shkira abo kolir neba Znizhennya shumu Shum ce yavishe yake vinikaye u bud yakij elektrichnij shemi U cifrovij fotografiyi cej efekt zazvichaj viyavlyatsya u vidi tochok vochevid nepravilnogo koloru na yakis odnotonnij oblasti Shum zbilshuyetsya z temperaturoyu ta chasom ekspoziciyi Pri vibori bilshogo ISO signal z sensora posilyuyetsya sho vodnochas pidsilyuye nayavnij shum sho prizvodit do znizhennya spivvidnoshennya signal shum Procesor zobrazhennya namagayetsya viddiliti shum vid informaciyi ta vidaliti jogo Ce mozhe buti dosit skladno cherez te sho yaksho zobrazhennya maye dilyanki zi skladnimi teksturami to voni mozhut vtratiti u chitkosti yaksho budut rozpiznani yak shum Pidvishennya rizkosti Cherez te sho mi interpolyuyemo kolir ta yaskravist kozhnogo pikselya do zobrazhennya dovoditsya vikoristovuvati deyake rozmalyuvannya dlya zgladzhuvannya negarazdiv yaki mogli viniknuti pid chas operaciyi Dlya zberezhennya vrazhennya glibini ta chitkosti zobrazhennya procesor povinen dodati rizkosti do krayiv ta konturiv Vnaslidok cogo neobhidno korektno viyavlyati konturi ta vidnovlyuvati yih gladko ta bez nadmirnoyi rizkosti ModeliKoristuvachi procesoriv zobrazhennya vikoristovuyut standartni industrialni produkti integralni shemi z programovanoyu koristuvachem strukturoyu fbo navit integralni shemi dlya specifichnogo zastosuvannya z torgovimi imenami Canon vikoristovuye Nikon EXPEED Olympus TruePic Panasonic ta Sony Vidomo sho deyaki bazuyutsya na Fujitsu Texas Instruments Panasonic Coach Altek Sunny abo Sanyo procesorah ARM procesori z NEON SIMD Media Processing Engines MPE chasto vikoristovuyutsya u mobilnih telefonah Procesori za virobnikami Canon bazuyetsya na Texas Instruments Casio EXILIM engine Epson EDiART Fujifilm EXR III abo X Processor Pro Minolta Konica Minolta SUPHEED z CxProcess Leica MAESTRO bazuyetsya na Fujitsu Nikon EXPEED bazuyetsya na Fujitsu Olympus bazuyetsya na Panasonic MN103 MN103S Panasonic bazuyetsya na Panasonic MN103 MN103S Pentax PRIME Pentax Real IMage Engine novishi varianti bazuyutsya na Fujitsu Milbeaut Ricoh GR engine GR digital Smooth Imaging Engine Samsung DRIMe bazuyetsya na Samsung Exynos Sanyo Platinum engine Sigma True novishi varianti bazuyutsya na Fujitsu Sharp ProPix Sony HTC ImageSenseShvidkist Chim bilshoyu staye kilkist pikselej na sensorah tim kritichnishoyu ye shvidkodiya procesoriv zobrazhennya fotografi ne hochut chekati na zavershennya obrobki bilsh togo voni navit ne hochut pomichati sho shos prohodit vseredini kameri Same tomu neobhidno postijno optimizuvati procesori dlya obrobki bilshoyi kilkosti danih za toj samij abo menshij promizhok chasu Primitki PDF Arhiv originalu PDF za 24 veresnya 2015 Procitovano 13 zhovtnya 2016 PDF Arhiv originalu PDF za 13 grudnya 2016 Procitovano 13 zhovtnya 2016 Inside the Canon Rebel T4i DSLR 21 veresnya 2012 u Wayback Machine Chipworks Arhiv originalu za 7 zhovtnya 2008 Procitovano 13 zhovtnya 2016 Milbeaut and EXPEED 21 travnya 2016 u Wayback Machine byThomDiv takozhObrobka zobrazhen Redaguvannya cifrovih zobrazhen Demozayikizaciya