近10年或更长一段时间以来,数码照相机(DSC)和摄像机沿着两条明显不同的道路发展。JVC的GR-DV3000数码视频摄像机是新兴的一类混合静态与视频图像捕捉功能的数码摄像机中的一员,希望通过一次性满足消费者的两种成像需求来增大销量。
在经过瑞萨的模拟图像处理器后,GR-DV3000把捕获的视频流与静态图片数据分开处理。(点击放大该图)
通过高速10倍光学变焦镜头,GR-DV3000能捕获百万象素的静态照片和经电子稳定处理的视频信号。它同时配有一个电子LCD取景器和一个3.5英寸旋转LCD屏,允许用户回放欣赏自己摄录的作品。该摄像机还能捕获与JPEG兼容的4种模式的静态图像和与MPEG-4兼容的2种模式的视频,并存储在安全数字(SD)存储卡及Mini DV磁带上,或同时存储在这两种介质上。
所有的成像都始于模拟世界。一个2/3英寸格式的索尼CCD图像传感器ICX286与索尼的CCD CDX3602定时控制器相结合,可以为传感器读取接口提供一组低电平的模拟信号,例如各个象素的颜色和亮度值。这些象素流随后被送至瑞萨的HD49334模拟图像处理器,HD49334通过对每个象素进行相关双采样来控制噪声,然后利用一个可编程增益放大器提升信号电平,再通过其内部的A/D转换器把处理过的信号转换为10位数据流。
在此处,GR-DV3000的设计将数字化的成像器输出分成两路数据流,分别送到用于视频和照片后续处理的独立信号处理引擎。
先从静态图像捕捉通道开始分析。一块TI的DSP TMX320DSC24与Spansion 的2MB NOR闪存和Hynix的8MB SDRAM组合在一起,用以处理数码照相机的相关事宜。TI的DSP负责对获取的图像进行所有必要的去马赛克、色彩平衡和JPEG压缩处理。TI的DSP与配套存储器部件都做在一块独立的线路板上。该板上还有一个用于连接PC的飞利浦ISP1181 USB控制器和一块松下MN5772芯片,用于管理将图像存储到SD存储卡(用于存储拍摄的照片)的工作。
再看GR-DV3000的摄像部分,若干微处理器及一个半定制宏单元器件负责视频图像处理。由于运动视频不需要索尼图像传感器1.3兆象素那么高的图像分辨率,由瑞萨模拟前端处理过或数字化后的输出被降至更适合捕捉运动图像的视频分辨率水平。
JVC的设计将欠采样(downsampled)的视频与相伴的音频流整合在一起,并使其通过位于磁带接口板上索尼制造的读/写头前端(CXA3521),以便将信息流转换成用于磁带录制的格式。对录制或回放来说,该摄像机也能处理Mini-DV格式的内容及生成能用SD卡存储的MPEG-4格式视频片段,这可能是上述TI DSP的另一项工作。
GR-DV3000内的数字ASIC为确保图像稳定进行了大量信号处理工作。这些ASIC必须跟踪感兴趣的目标以使其保持 “静态”,而10倍长变焦镜头的抖动也是通过电子手段消除的。
设计中所用的许多光机电元件:镜头、磁带传送、快门/光圈机构及诸如此类的装置都需要在数字控制环路中进行模拟技巧处理。一个NEC的步进电机驱动器(microPD16879)协调4组9个光学器件的运作,以调整整个光学链路的变焦和焦距。对Mini DV组件中传动轴、读/写和传送马达的控制由Rohm的模拟控制器BD6630KV完成,该控制器与索尼制造的读/写头前端做在一块PCB上。
该设计使用了许多电源管理器件,系统中其它关键的模拟音频IC包括两只AKM的编解码器芯片(AK4550)、一个Rohm的BU2501FV D/A转换器和一个三洋的音频接口。
这款产品的两个显示器需要若干支持器件,包括放在一块独立显示板上的两片索尼CXA3503 LCD驱动器/定时芯片。在主板背面,三洋的JCP8405和富士通的MB90097负责显示控制功能及在屏幕上添加文字信息和图标。
有许多器件、子组件和机械部件并没在右图中标出,但别误会,GR-DV3000的总器件数和电子复杂程度相当高,这与数码摄像机/照相机组合设计中某种程度上各顾各的特性是一致的。它总共采用了12块高密度线路板,从数字ASIC到小规模模拟器件等内部所有半导体器件都发挥了作用。
总的来说,在视频/照片组合功能之战中,GR-DV3000代表了两种趋势的一种,它以摄像机为主打功能,并且以专用电路及更高的分辨率支持照相功能。
另一种混合设计趋势是以数码照相机为雏形,然后增加运动图像捕捉能力。源于廉价、大容量存储器的不断面市,将会有更多的数码相机具有录像功能。
考虑到大多数人对照相机体积的期许程度,为配有硬盘或大容量存储卡的数码照相机添加视频功能做法可能在这场模式之争中胜出。另一方面,消费者可能也乐意看到分别为视频、照相成像市场量身定制的低价位产品。融合是业界的时髦词汇,但消费者的购买模式也仍然支持单一功能产品的流行。
作者:David Carey
David Carey是美国Portelligent公司总裁。Portelligent公司位于德州奥斯汀,专门提供有关无线、移动和个人电子系统的产品拆解报告及相关业内研究。
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