摄像机领域合作共赢:Lattice秀FPGA安防领域新成果
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摘要: 虽然一些芯片厂商在谈到自己的时候总想与FPGA撇清界限,强调不需要FPGA,但是上面的例子也恰恰可以印证一点:不管视频处理器如何强大,还是有 FPGA的用武之地的,也打消了视频处理器与FPGA之间“有你没我”那种完全竞争的概念。
关键字: 传感器, 芯片, 处理器, 解决方案
随着安防与监控应用对各种性能要求的提高,FPGA在该领域的应用越来越多。近日,在北京举办的中国国际社会公共安全产品博览会(安博会)上,莱迪思(Lattice)就展示了采用其低密度和超低密度FPGA的新型摄像机设计解决方案和HDR-60开发套件,此外,Lattice市场营销解决方案总监Ted Marena,Lattice工业和汽车市场战略营销经理Kambiz Khalilian以及Lattice北中国区域技术经理宋铁臣还向记者介绍了Lattice在安防领域的相关技术。
“前中后”通吃
基于Lattice FPGA的摄像机解决方案横跨了常用的摄像机架构:图像传感器接口、图像信号处理(ISP)和视频输出接口,如图所示。宋经理介绍到:“很多传感器有自己的接口,Lattice FPGA支持多种图像传感器接口,如Aptina的HiSPi、Panasonic的Sub-LVDS、Sony的串/并行Sub-LVDS以及MIPI 的CSI-2。此外,双/多图像传感器桥接(允许单个ISP连接至一个以上的图像传感器)也可以用Lattice FPGA实现。Lattice还推出了SensorExtender(传感器扩展器)IP,允许图像传感器远离ISP,通过低成本的CAT5电缆将图像传感器距离延伸至10 m,并实现高达1 080 p的分辨率。”
常用的摄像机架构
在图像信号处理方面,Lattice的第三方Helion公司推出了基于Lattice FPGA的90多个独立的图像信号处理方面的IP,可实现高动态范围成像(HDR)、H.264编码器、自动对焦和视频分析(人数统计、入侵检测、目标检测以及摄像机篡改检测)等,客户可根据需求定制IP,而且这些IP是可以免费试用的。宋经理还特别演示了HDR,可以看到它提高了图像最亮和最暗区域之间的动态范围,简单地说就是以前图像中不清楚的暗处和亮出都可以看清楚了,如图所示。
高动态范围(HDR)示例
在摄像机的最后一个环节,即视频输出上,由于现在输出标准非常多而且复杂,如LVDS、SDI、HDMI、以太网MAC,还没有哪个芯片厂商能把所有接口集成进去,这就给FPGA留下了很多机会。使用FPGA可以利用不同的IP实现不同的接口,可以节省厂商的硬件开发成本。Lattice现有的方案有 HD-SDI IP和摄像机、HDMI以及USB 3.0解决方案。
合作共赢
宋经理特别强调到:“在传感器接口部分,TI、Hisilicon 以及NXP都使用了基于Lattice MachXO2的传感器桥接,CSR使用了Lattice iCE40,TI还使用了基于Lattice MachXO2的双传感器桥接。而在视频输出部分,基于TI DM368的SDI摄像机也用了LatticeECP3-17 FPGA。”
虽然一些芯片厂商在谈到自己的时候总想与FPGA撇清界限,强调不需要FPGA,但是上面的例子也恰恰可以印证一点:不管视频处理器如何强大,还是有 FPGA的用武之地的,也打消了视频处理器与FPGA之间“有你没我”那种完全竞争的概念。Ted他们也坦言:“总体上说,与DSP相比,FPGA成本相对较高,而且随着DSP性能越来越强大,用FPGA实现复杂算法的需求其实在降低。但是当接口非常丰富的时候,包括前端的传感器接口和后端的显示接口,只用视频处理器就会很吃力,需要做很多不同的芯片来满足要求,FPGA凭借其灵活性能够应付自如,而且增加的成本也不多。”
其实只要找准自己的定位,互补不足,合作共赢应该是最好的选择。