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      • 点昀无帧缓存 HDR ISP IP Core

        高性能 · 低功耗 · 无 DDR 依赖 · 端到端延迟低至 3ms

        点昀技术的无帧缓存 HDR ISP(frame-buffer-less HDR ISP)是一款面向智能 CIS 图像传感器的 ISP IP Core:无需外部 DDR 帧缓存即可完成全链路 HDR 图像处理,端到端延迟低至 3ms,可显著降低 CIS 模组的系统成本与功耗,适用于医疗内窥镜、AR/MR 眼镜、车载视觉、军警夜视等对延时与功耗敏感的成像系统。

      • 什么是

        无帧缓存 HDR ISP?

        无帧缓存 HDR ISP(frame-buffer-less HDR ISP)是指不依赖外部 DDR 存储整帧图像、以行级(Line-to-Line)流水方式完成 HDR 合成与画质处理的图像信号处理器。传统 ISP 需要 DDR 缓存多帧数据进行 HDR 融合与降噪,带来数十毫秒级延迟、更高的 BOM 成本和系统功耗;点昀无帧缓存 HDR ISP 通过深度流水线(Deep Pipeline)架构在片内完成同等处理,单时钟周期处理单像素,适合高速读出的 CIS 传感器。

        该 IP 以模块化方式交付,CIS 厂商可根据像素阵列特性开关或调节各处理模块参数,既可集成进 CIS 传感器实现“智能 CIS”,也可集成进 SoC / ASIC 的成像链路。

      • 核心特性与量化指标

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        超低延时

        全链路端到端处理延迟低至 3ms,行级(Line-to-Line)流水处理,无整帧等待。

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        无 DDR 依赖

        不依赖外部 DDR 帧缓存,直接降低 CIS 模组的存储器 BOM 成本、PCB 面积与系统功耗。

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        高质量 HDR

        新一代 SpreadLight HDR™ 引擎,在单帧内完成高动态范围合成。

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        RAW 域降噪

        超低延时高阶单帧 RAW 域降噪,无需多帧缓存即可获得低噪声画面。

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        恶劣场景增强

        内置雨雾增强与 NightClear™ 夜视增强引擎,面向雨雾、夜间等复杂光线场景。

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        全流水线架构

        深度流水线(Deep Pipeline)架构,单时钟周期处理单像素,支持高速读出。

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        模块化可配置

        IP 模块可灵活开关与参数化配置,按 CIS 像素阵列特性裁剪,面积与功耗按需收敛。

      • 复杂场景

        画质实拍对比

        在夜间复杂光线、雨雾天气与暗光场景的同条件实拍对比测试中,点昀无帧缓存 HDR ISP 输出画面呈现出更低的噪声水平、更完整的高光/暗部细节与更高的可用动态范围。以下为四组典型场景对比:

      • 核心 IP:RAW 域 4K 实时 BM3D 降噪 IP Core

        为什么 BM3D 实时化是行业难题?

        BM3D算法是NLM(non-local mean)的升级版本,是图像去噪领域公认的去噪效果(PSNR)最好的,但其计算时间复杂度极大,通常只能用于离线处理。
        它主要用到了非局部块匹配的思想,首先找相似块,找到相似块后,NLM是做一个均值处理,而BM3D则是将相似块域转换,采用协同过滤(Collaborative filtering,CF算法的原理是汇总所有的行为对, 分析不同user的item,找出相似user,向其推荐彼此喜欢的item,利用集体智慧做推荐,即由相似块共同决定)降低相似块自身含有的噪声(NLM做均值,引入了相似块的噪声),然后做逆变换,对相似块加权处理,得到降噪后的目标块。
        BM3D的复杂之处在于,首先找相似块,其次是采用了两次基于块的处理(block-wise estimate),复杂度相比NLM翻了1倍,且含有域变换操作。点昀技术提供深度优化的RAW域实时处理硬件IP,轻松集成。

        点昀的实时硬件化方案与规格

        点昀技术率先推出 RAW 域 4K 实时 BM3D 降噪 IP Core,将这一离线级算法完成实时硬件化,把单反级降噪画质带入手机、内窥镜等实时成像设备:视频降噪能力提升 30%,暗光场景噪点显著减少,且可直接嵌入 RAW 域处理链路、轻松集成。

        降噪前(左,噪声图)与 BM3D IP 处理后(右,结果图)。测试条件:单帧拍摄,1/2″ IMX586,F/1.7,像素尺寸 0.8μm

        注:面积数据为 7nm 工艺预估值,FPGA 数据来自验证实例;精确测试条件已随图标注,便于客户复现评估。

      • 应用场景与目标客户

        点昀无帧缓存 HDR ISP 面向所有“延时、功耗、成本三敏感”的成像系统:

        - CIS 图像传感器厂商(ISP IP 授权集成):CIS 厂商可将本 IP 集成进传感器,直接输出高质量 HDR 图像,构建差异化“智能 CIS”产品。

        - 医疗内窥镜低延时显示:胃肠镜、呼吸内镜、神经内镜等术中显示要求极低延时,3ms 端到端处理满足医生手眼协同需求。

        - AR / AI / MR 眼镜处理 ASIC:无 DDR 架构显著降低眼镜端 ASIC 的功耗与体积,适合电池供电的头戴设备。

        - 军用 / 警用低延时夜视设备:NightClear™ 夜视增强 + 低延时,适配电子后视镜、夜视仪、夜视头盔等装备。

        - 智能驾驶与车载视觉:车载视觉与电子后视镜(CMS)对延迟与恶劣天气画质均有强约束,雨雾增强引擎针对性覆盖。

        - 其他场景:机器人与自主移动设备、无人机与航空视觉、智能安防监控、消费电子与 AIoT。

      • 常见问题(FAQ)

        Q:无帧缓存(无 DDR)的 HDR ISP 和传统 ISP 有什么区别?

        A:传统 HDR ISP 依赖外部 DDR 缓存多帧图像做融合,延迟通常在数十毫秒且增加 BOM 成本与功耗;点昀无帧缓存 HDR ISP 以行级流水在片内完成单帧 HDR 与降噪,端到端延迟低至 3ms,无需外部 DDR。

        Q:BM3D 降噪能做到实时吗?

        A:BM3D 传统上因计算复杂度过高只能离线处理。点昀率先将其硬件化为 RAW 域 4K 实时 IP Core,片内 RAM 仅 0.5MB/4K,面积约 1mm²@7nm(预估),已通过 FPGA 验证(LUT 25万~40万)。

        Q:医疗内窥镜为什么需要低延时 ISP?

        A:术中显示延迟直接影响医生的手眼协同与操作安全。点昀 ISP 全链路 3ms 的端到端延迟远低于人眼可感知阈值,适配胃肠镜、呼吸内镜、神经内镜等低延时显示需求。

        Q:这款 ISP IP 适合 AR/MR 眼镜吗?

        A:适合。眼镜端 ASIC 对功耗与面积极度敏感,无 DDR 架构省去外部存储器及其功耗,深度流水线架构面积可按需裁剪,是头戴设备低功耗成像链路的直接方案。

        Q:如何评估与集成?

        A:IP 以模块化方式交付,支持 FPGA 原型验证;CIS 厂商可按像素阵列特性配置各模块参数,嵌入 RAW 域处理链路即可,亦可整体授权集成进传感器或 SoC。
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        点昀技术致力于用全球领先的计算成像技术革新计算摄影、计算光学领域。推动消费电子、车载、工业等成像方向革命性推进, 引领光学设计进入自动优化,光学+ISP联合自动优化时代。 点昀技术推出最新款RGBD相机Okulo P1,最高支持120帧的对齐彩色点云输出,超低延时,工业级IP67防护。
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