GEO Semiconductor – один из ведущих производителей микросхем для цифровой обработки изображений. Среди продуктов компании есть многофункциональные видеопроцессоры, геометрические процессоры, кодеки. С их помощью можно без труда сделать корректировку цвета, компенсировать различные искажения, произвести наложение бегущих строк и экранных меню, выполнить сжатие данных. При этом отличительной чертой продуктов GEO Semiconductor является простота использования при создании различных видео приложений для автомобильной, промышленной и потребительской электроники (Рис. 1).
 |
|
| Рис. 1. | Приложения решений компании GEO Semiconductor. |
Цифровая обработка изображений (ЦОИ) – бурно развивающаяся область, лежащая на границе электроники, математики и программирования. Однако благодаря усилиям таких компаний как GEO Semiconductor все большая часть процесса обработки ложится на плечи аппаратных средств и специализированных блоков.
Естественно, что сама по себе обработка изображений включает в себя множество отдельных мелких и крупных задач. Корректировка цветового баланса, исправление геометрических искажений, удаление артефактов, применение фильтров и даже сжатие изображений – все это типовые задачи ЦОИ.
Компания GEO Semiconductor делит свои аппаратные решения на четыре основные группы: процессоры для видеокамер, геометрические процессоры, видеокодеки, процессоры обработки высококачественного видео (Рис. 2).
 |
|
| Рис. 2. | Сегменты продукции GEO Semiconductor. |
Сигнальные процессоры изображений (Image Signal Processor, ISP) от GEO имеют все необходимые функции для создания современных видеокамер. Они поддерживают динамическую коррекцию цветов, адаптивное шумоподавление, устранение артефактов, автоматическую подстройку баланса и яркости.
На сегодняшний день номенклатура компании насчитывает шесть многофункциональных ISP-процессоров:
GW4100 – цифровой видеопроцессор с аналоговым выходом NTSC/PAL для автомобильных приложений. Входными интерфейсами для процессора являются MIPI, YUV- и RGB-интерфейсы различных форматов. GW4100 обеспечивает широкий динамический диапазон изображений (High Dynamic Range, HDR). Кроме ISP-ядра в состав GW4100 входят: геометрический процессор eWARP®, генератор экранного меню, энкодеры и управляющий процессор Tensilica® Xtensa.
GW4200 – цифровой видеопроцессор для автомобильных приложений. По функционалу идентичен GW4100, но кроме аналогового NTSC/PAL имеет цифровой выход с поддержкой различных форматов YUV- и RGB-интерфейсов.
GW4300 – цифровой видеопроцессор для промышленных, портативных, бытовых приложений. Имеет функционал, как и у GW4200, но отличается более узким диапазоном рабочих температур.
GC6500 – цифровой процессор для потребительской электроники и других бюджетных приложений. Имеет в своем составе не только систему обработки видео, но и аудиосистему. При этом H.264 кодек поддерживает разрешения до 1920×1080p60. Функции управления и взаимодействия с внешним миром выполняют процессор XtensaLX4 и вспомогательный RISC-контроллер.
GW3400 – цифровой видеопроцессор, поддерживающий разрешения до 4k и способный работать с DRAM с частотой до 600 МГц. Основными областями применения процессора являются автомобильные, промышленные и бытовые видеокамеры.
Среди перечисленных процессоров стоит особо остановиться на недавно представленном семействе GW4. Представители GW4 вобрали в себя все новейшие технологии GEO Semiconductor. Новые процессоры представляют собой систему на кристалле, которая включает не только сигнальный процессор обработки изображения, но и геометрический процессор, генератор экранного меню, энкодеры и управляющий процессор Tensilica® Xtensa (Рис. 3).
 |
|
| Рис. 3. | Структурная схема цифровых процессоров обработки изображений семейства GW4. |
ISP-процессор, используемый в GW4, поддерживает обработку изображений с широким динамическим диапазоном (HDR). Это чрезвычайно важно для автомобильных и промышленных приложений, когда на одном и том же кадре одновременно могут присутствовать как затемненные, так и осветленные области. В этих случаях сложно, например, проводить анализ движущихся объектов в системах автомобильного зрения. В случае с GW4 эта задача оказывается решенной, так как динамический диапазон может достигать 96 дБ.
Интегрированный в GW4 процессор eWARP представляет четвертое поколение геометрических процессоров от GEO Semiconductor. Он позволяет обеспечивать гибкость и производительность при устранении различных оптических искажений, появляющихся при использовании панорамирования, поворотов, увеличения изображений.
Стоит отметить и наличие генератора экранных меню (On-screen Display, OSD). Он позволяет создавать один статический и три динамических экранных слоя. Они могут быть использованы не только для меню, но и для вывода логотипов, бегущих строк и т.д. OSD поддерживает как формат RGB, так и YUV.
Геометрические процессоры обработки изображений на базе технологии eWARP доступны и в виде отдельных микросхем:
GW3300 – программируемый геометрический процессор eWARP. Способен поддерживать разрешения до 4k. Входной и выходной интерфейсы данных – YUV- и RGB- различных форматов. GW3300 работает с DRAM с частотой до 600 МГЦ. Основные области применения: автомобильная электроника, камеры наблюдения, проекторы.
GW3100 – программируемый геометрический процессор eWARP. Урезанный вариант GW3300: у него отсутствует поддержка DRAM.
sxW2 – программируемый геометрический процессор eWARP с поддержкой DRAM. Уникальной особенностью данного процессора является наличие независимого ядра геометрического процессора для каждого цвета (RGB).
Отдельно от других продуктов компании стоит рассказать о графическом процессоре Realta.
Realta – уникальная система на кристалле, позволяющая реализовывать обработку изображений на самом высоком уровне. Уже сейчас на счету Realta и соответствующего ПО насчитывается более 100,000 часов обработанного видео, отвечающего уровню Hollywood Quality Video (HQV)!
Ключевые особенности уникальной архитектуры Realta были разработаны предшественником GEO Semiconductor – компанией Silicon Optix в 2004 году. В ее основе лежит видеопроцессор Teranex Video Processor (TVP). Ядро TVP состоит из 3072 вычислительных ячеек, объединенных в двумерный массив. В процессе вычислений каждая из ячеек обсчитывает один пиксель изображения. Такой уровень параллельности обеспечивает максимальное быстродействие.
Realta может похвастаться лучшими на сегодняшний день показателями при выполнении операций ЦОИ: масштабировании, кодировании, устранении шумов и т.д.
Realta применяется в профессиональных системах отображения информации, например, в профессиональных мониторах.
Подводя итог, следует отметить, что процессоры GEO Semiconductor являются идеальным выбором для целого ряда областей и приложений:
- систем автомобильного зрения и систем мониторинга дорожного трафика;
- промышленных видеокамер, предназначенных для работы в суровых условиях;
- охранных систем видеонаблюдения;
- потребительских приложений от смартфонов до шлемов виртуальной реальности;
- и многого другого.
Характеристики семейства сигнальных процессоров обработки изображения GW4:
- ISP-процессор: Apical ISP с разрешением до 1920 × 1080;
- генератор экранных меню (OSD): три динамических и один статический слой с разрешением до 1920 × 1080;
- геометрический процессор: eWARP;
- входные интерфейсы видео данных: MIPI, RGB и YUV различных форматов;
- аналоговый видеовыход: NTSC/ PAL;
- цифровой видеовыход (кроме GW4100): RGB и YUV различных форматов;
- интерфейсы: SPI, TWI, UART, JTAG, GPIO;
- напряжения питания: 1.1 В ±5%, 1.8 В ±5%, 2.5 В ±5%;
- типовое потребление: 178 мВт при разрешении 720p30 (GW4200 и GW4300), 262 мВт при разрешении 720p30 (GW4100);
- диапазон рабочих температур: -40…+85 °С (GW4300), -40…+105 °С (GW4100 и GW4200);
- корпус: 109-выводной TF BGA, 6×6×1.2 мм.
О компании
GEO Semiconductor Inc. – производитель аппаратных и программных решений для области цифровой обработки изображений. Компания была основана в 2009 году и консолидировала в себе сотрудников и научные разработки компаний Silicon Optix Inc. и Genesis Microchip.
Основными продуктами компании являются: цифровые сигнальные процессоры обработки изображений, геометрические процессоры, кодеки. Среди областей их применения следует выделить: автомобильную электронику (системы автомобильного зрения, камеры заднего вида, бортовые системы безопасности дорожного движения); промышленную электронику (защищенные камеры для мониторинга за промышленными процессами), охранные системы (видеонаблюдение), потребительскую электронику (смартфоны, проекторы, видеокамеры).
Посмотреть подробные характеристики цифровых процессоров от GEO Semiconductor
