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Sigma案例研究


Sigma logoSigma运用Blackfin®处理器为数码单反相机提供图像流水线处理功能—

捕捉原始光学数据,构成色彩漂亮的画面,这正是每一台数码相机所做的事。 这番话来自Sigma,一家生产数码相机、镜头和其他摄影器材的日本公司。 对Sigma来说,打造一款能再现自然之美并且不折不扣地精确捕捉光线的卓越数码单反相机(DSLR),是一个永不停息的挑战。 Sigma之前一直在图像领域不断追求卓越性能,在旗下单反相机系列中采用Foveon公司提供的一种高级直接图像传感器技术。

SigmaSD14在下一款相机中,Sigma计划采用Foveon公司出品的一款1400万像素的新型X3®传感器,通过基于软件的图像流水线信号处理技术,进一步提升画质。 Sigma选择了ADI公司的一款Blackfin® ADSP-BF561处理器,因为该款处理器兼具性能高和功耗低的特点。 Sigma也考察了多款其他信号处理器,但都无法与Blackfin的性能参数相抗衡。

真彩色

借助Foveon X3传感器和Blackfin ADSP-BF561处理器(用于实时图像流水线数值计算)独一无二的直接图像处理能力,Sigma新款SD14数码单反相机可以拍摄出层次丰富、立体感强、细致入微的高清照片。 多数数码相机都采用插值拼接式图像传感器,只能捕捉到三分之一的色彩数据,会造成色彩伪像,丧失图像细节。 相反,垂直堆叠式Foveon传感器能够直接捕捉每个像素的红、绿、蓝数据,不存在数据丢失或图像失真问题。

就如所有数码相机一样,Sigma SD14用户可以选择以JPEG压缩模式保存图像。 但是,如果摄影师希望完全掌控自己的艺术表现力,也可以选择保存为未经处理的RAW图像文件。 RAW文件保留了最为完整的数据,能再现最高画质,并能最精确地还原出主题色彩和纹理。

数学运算量巨大的图像处理

Sigma SD14相机传感器采集到的RAW图像数据输入图像流水线,在这里,Blackfin ADSP-BF561处理器将执行复杂的图像处理算法。该过程通常涉及下列图像优化步骤:暗电流消除、光斑补偿、阴影和色彩补偿、去马赛克、白平衡、色调和色彩校正、锐化、压缩等。

从传感器到存储卡的整个图像流水线必须高速、实时执行,以便相机能随时准备拍摄下一张照片。 这项任务并不简单,因为高品质数码单反相机的图像流水线可能需要为每张图像的每个像素执行多达200次计算。 如果不搭载高速处理器,对于一台1400万像素的相机,两次拍摄间所需运算时间是多数相机用户无法接受的。 幸运的是,Blackfin ADSP-BF561处理器(采用双核600 MHz对称处理器)可提供Sigma新款相机所需要的高性能高速图像流水线处理能力。

由于Blackfin基于一种可编程架构,因此,Sigma还能优化图像处理算法,最大幅度地提升SD14的画质。 该算法可确保精确的色彩,消除常见的镜头失真,平衡相机内部的光照水平以匹配入射光,调整相对亮度,锐化边缘细节,增强图像中亮色与暗色之间界限的能见度。
Sigma SD14数码单反相机

特性包括:

  • 高视点取景器—(五棱镜98% x 98%)—提供清晰视野、轻松对焦以及其他取景和放大特性
  • 内置闪光灯,非常适合室内外拍摄环境
  • 5点测距自动对焦传感器支持5点测距
  • 2.5英寸液晶显示屏,分辨率高达15万像素
  • 四种JPEG记录模式—低、中、高、超高—处理图像文件,得心应手
  • 软件,提供丰富功能,可用电脑微调图像的RAW数据

为什么选择Blackfin?

Sigma选择Blackfin ADSP-BF561处理器的主要原因在于,该处理器在高性能与低功耗之间达到良好的平衡。 作为Blackfin系列的高性能成员,ADSP-BF561处理器由两个独立的Blackfin 600 MHz内核构成。 由于处理器采用双核对称多处理器而非单核处理器,因而在提升性能的同时无需切换处理器架构。 这种特性是图像处理等数学运算密集型多媒体应用的理想选择。

开发工具方面,Sigma使用ADI公司的VisualDSP++集成开发和调试环境(IDDE),以优化图像处理算法。 VisualDSP++可以自始至终在单一界面内对项目实施高效管理。 借助该工具,开发人员还可在编辑、构建、调试这些活动之间轻松快捷地转换。 VisualDSP++的主要特性包括原生C/C++编译器、高级绘图工具、统计图表插件和VisualDSP++内核(VDK),VDK支持用户代码以结构化、易于扩展的方式实现。

低功耗

Sigma选择Blackfin处理器的另一个主要原因是它具有功耗低的特点。 由于便携式电池供电型应用(如Sigma SD14数码单反相机)需要长时间运行,所以,Blackfin处理器的低功耗状态大有用武之地。 运用可编程稳压器、PLL、低功耗模式等片内电源管理特性,开发人员可以根据需要消耗电量,从而最大限度地延长电池寿命。

双核处理器集成大容量片内存储器—328KB—以及数据路径和直接存储器访问(DMA)控制器,可有效应对共享处理负载。 如此一来,传统处理密集型应用就可以在两个内核之间平均分配处理负载,而不会因此丧失效率。 这样,应用就可以运行在相当于单核系统一半的时钟频率下,因而可以降低处理器内核电压。

毫无疑问,凭借三层全彩图像传感器,Sigma SD14数码单反相机是一款突破性的产品。 加上Blackfin强大的图像处理能力,这款数码相机必将树立起新的画质标杆。

有关更多信息,请访问Sigma

"……Sigma希望进一步提升画质……Sigma选择一款Blackfin® ADSP-BF561处理器,
因为该款处理器兼具高性能和低功耗的特点。"

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