轉自：http://blog.csdn.net/shenbin1430/article/details/6065444
1． 目標[52RD.com]
手機攝像頭模組用ISP功能模塊的市場走向及研發方向。爲能夠正確認識手機攝像模組行業提供技術及市場依據。[52RD.com]
2． ISP在模組上的應用原理[52RD.com]
2.1 功能區域[52RD.com]
無論數碼相機、攝像機或者攝像手機，其影像數據從前端感應後，皆須經過ASP（Analog Signal Processing）、ADC（Analog-Digital Converter）、前期影像處理（Pre-ISP）與後端影像處理（Post-ISP）四個階段後，影像數據才能最終呈現於終端設備上（圖一）。
但由於圖像傳感器的像素高低不同、及其他成本等的考慮，ISP各功能區域會依手機市場特性做分散配置或整合處理，例如，低端相機將Pre-ISP與傳感器整合在一起，2.0M像素手機將所有的ISP功能單獨做成一個芯片等。[52RD.com]
2.1.1 ASP [52RD.com]
ASP（Analog Signal Processor）主要是針對圖像傳感器採集的電壓或電流信號進行處理，主要作用是信號放大、自動曝光調整、時序控制、像素抽樣控制等。因其與初始信號的絕對相關性，一般的圖像傳感器廠商皆會將此項功能直接與傳感器做在一塊。在圖一中即爲藍色部分。傳感數據經過ASP處理後，輸出數據爲Raw Data。[52RD.com]
2.1.2 Pre-ISP [52RD.com]
Pre-ISP(Image Signal Processor)爲前端影像處理，主要針對ADC轉換後傳出的數字數據（Raw data），進行影像壞點修補、白平衡、gamma校正、銳利度、顏色插值等。在低像素的產品中，例如0.3M像素，因影像數據較少，不需要大規模的複雜處理，會將Pre-ISP與圖像傳感器做在同一顆芯片中；但高像素CMOS傳感器，因需要處理的像素數越來越多，雖然將Pre-ISP集成在sensor 內部從製造技術上來講不困難，但因成本及成像質量的原因，有些手機設計公司在設計時會將集成於sensor內部的Pre-ISP功能屏蔽掉，並維持傳感器
ADC輸出的原始資料，交由單獨的ISP芯片或集成在Baseband的ISP進行處理。 [52RD.com]
由Pre-ISP處理完後的數據分爲RGB和YUV，RGB爲三原色，數據比YUV較大，可以方便後續處理單元（Post-ISP）做更爲多元的變化；YUV爲RGB三原色經內插法所得，數據量較小，但不利於後續的處理單元進行處理。[52RD.com]
對於實力強的手機研發公司比較傾向於使用Raw data數據或者RGB數據，這樣可以根據自己的需要調整出更完美的畫面質量。Raw data數據也爲以後高端市場的使用方向，但國內現階段2.0M像素的模組應用還處於初級階段。因此還是以YUV輸出的爲主。[52RD.com]
2.1.3 Post-ISP [52RD.com]
Post-ISP雖然也稱爲後端影響處理，但其與成像相關的工作不多，主要負責數據壓縮與後端接口界面控制，以及數據傳輸、控制等工作，其中還包括LCD影像預覽、鏡頭對焦控制、使用界面等。[52RD.com]
2.2 ISP發展階段 [52RD.com]
2.2.1 第一階段 [52RD.com]
第一階段因像素不高（CIF等級），因此其結構與一般手機相差不多， Pre-ISP功能與圖像傳感器整合，而Post-ISP則依賴手機基帶芯片，顯示屏則經由系統提供，其結構如下[52RD.com]
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圖二 手機攝像模組後端芯片第一階段原理圖
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2.2.2 第二階段 [52RD.com]
隨着像素增加（CIF至VGA），爲維持後端手機基帶芯片的通訊功能，開始將原來負責的JPEG壓縮、數據流的協調處理等功能獨立成單一芯片完成，而影像處理Pre-ISP則交由手機設計公司自行決定，分集成到圖像傳感器內部和與Post-ISP整合兩種。[52RD.com]
此階段方案已被淘汰，VGA像素的Post-ISP功能已可被Baseband集成。
圖三 手機攝像模組後端芯片第二階段原理圖[52RD.com]
2.2.3 第三階段[52RD.com]
此時像素已由VGA轉爲百萬像素，高像素的Pre-ISP，因所需的存儲器及電源需求過大，在當時的技術條件下，sensor端已無法全部處理，因此將 Pre-ISP與Post-ISP整合成完整的ISP。另因爲對顯示屏幕的處理要求更高，此階段也將顯示器控制功能一併整合，以減少baseband的處理負擔，其結構見圖四。
圖四手機攝像模組後端芯片第三階段原理圖[52RD.com]
2.2.4 第四階段 [52RD.com]
Main Panel [52RD.com]
（240*320） [52RD.com]
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隨像素增加到2.0M及以上，廠商將更多的功能例如MP3、3D sound processor、audio processor等亦集成進單獨的ISP芯片，此時稱之爲MMP（Mobile Multimedia Processor），
圖五手機攝像模組後端芯片第四階段原理圖[52RD.com]
表一 手機攝像模組後端芯片發展趨勢
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階段搭配像素趨勢項目 [52RD.com]
第一階段CIFl 結構與一般手機相差無異
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l Pre-ISP功能可與圖像傳感器整合
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l Post-ISP依靠手機基帶芯片
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第二階段VGAl Post-ISP獨立成單一芯片
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l Pre-ISP或由sensor集成或與Post-ISP整合
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第三階段Megal 圖像傳感器無法全部處理Pre-ISP，與Post-ISP整合成單獨的ISP芯片[52RD.com]
第四階段2Mega及以上l 單獨的MMP（ISP）芯片集成更多的功能，以迎合2.5G及3G的發展[52RD.com]
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3． 現階段ISP的主要應用方案 [52RD.com]
表二 現階段ISP的主要應用方案 [52RD.com]
像素輸出格式ISP或手機設計方案備註
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VGAYUV/RGB/ [52RD.com]
Raw datal Sensor集成Pre-ISP；
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l Baseband集成Post-ISP。OV是VGA的首選sensor廠家，其主流產品：OV7660/OV7663/OV7670皆集成Pre-ISP，而MTK則將Post-ISP部分集成進Baseband。[52RD.com]
l Baseband未集成Post-ISP；
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l ISP（Pre-ISP&Post-ISP）功能被集成於MMP中；有一定比例的Baseband廠商（例如英飛凌）未將Post-ISP集成進Baseband。而是採用MMP的方式來處理。[52RD.com]
2.0Mega及以上YUV/RGBl Sensor中集成Pre-ISP；
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l ISP（Pre- ISP&Post-ISP）功能被集成於MMP中。Baseband不參與圖像處理手機設計公司可以採用sensor輸出的YUV或RGB，或者直接將Pre-ISP屏蔽掉，所有圖像處理工作由MMP芯片來做。（理論上來講，MMP處理效果應該好一點，實際上有時因調試工程師水平的原因，無法完全發揮MMP的潛力。）[52RD.com]
Raw datal Sensor中不集成Pre-ISP；
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l ISP（Pre-ISP & Post-ISP）功能被集成於MMP中。Baseband不參與圖像處理所有圖像處理工作由MMP芯片來做。[52RD.com]
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將來的趨勢，因成本的原因，基帶芯片會集成所有的圖像處理功能。
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4． 評價 [52RD.com]
l 從成本來講，ISP與Sensor之間的關係是背離集成的。將ISP集成在sensor上的成本比ISP集成在MMP或baseband上要高很多。隨着傳感器分辨率的提高，越來越多的傳感器將只整合輸出數字信號所必需的電路，而將圖像處理及壓縮等功能集成於MMP或Baseband中。[52RD.com]
l 從成像質量來看，發展的趨勢也是背離集成，在MMP中集成功能強大的圖像處理功能，而且此趨勢隨分辨率的提高會愈加明顯。[52RD.com]
l 上面兩個評價是發展趨勢，但現在的市場情況各種應用方案都存在，且沒有明顯的強弱之分。MTK SoC方案在低端VGA產品中佔主導，並且有大批的擁護者，但現仍有大批平臺公司仍然沒有走基帶集成之路。且高端產品中，從我的瞭解中還沒有將ISP功能集成進Baseband中的，大部分仍然採用MMP方案。但有資料表明，將ISP功能集成進Baseband中製造成本幾乎可以忽略不計，此方案較之 MMP方案仍然有成本空間。基帶產品和應用處理器領域的大玩家都期待在它們的芯片上增加ISP功能。[52RD.com]
l 無論如何，不管是當前的低端市場情況，還是將來的高端產品，獨立的ISP（MMP）芯片都有較大的市場空間。真正的高像素SoC基帶方案的時代到來還有很長的路要走。