DIGIC Chip-The Heart to Generate Canon Digital Camera
文/刘雨洁#
众所周知，关于数字相机的性能判断大多来源于对一些基本指标的区分，例如，成像芯片像素的多少，CCD或者CMOS芯片的尺寸大小（尺寸越大，成像质量越好），机身内存和CPU的性能等等。现在，佳能的一项新技术——DIGIC技术引进到了数字相机之中，如单反数字相机EOS 10D、EOS D30/60，一体式数字相机PowerShot S50 、G3、A60/70、A300、Digital IXUS V3/400中。那么究竟什么是DIGIC技术？它有哪些特点？
具体说起来，它是一个大型集成电路芯片，固化到数字相机主机板的部分，用于完成数字影像的压缩、显示、存储等功能。它作为专用影像处理芯片起到了非常关键的作用，相当于影像处理的大脑。
DIGIC影像处理芯片是怎样改变成像质量的呢？其优势在于低能耗、高速度、高品质的影像处理。通过整合CCD控制、AE（自动曝光）、AF（自动调焦）、AWB（自动白平衡）、影像信号采集、JPEG压缩、存储卡控制和LCD屏幕显示这几个关键环节，使相机的速度更快、处理能力更强。
DIGIC的高速度影像处理
通常在数字相机里，以上这些关键任务都是需要由机内CPU来执行的，影像的压缩存储需要在机内缓存（一般来说容量只有几兆到几十兆）完成，这就大大增加了信息处理量和处理时间，在早期的数字相机连续拍摄后，需要等待十几秒，存储完毕才能拍摄下一张。使用了DIGIC芯片之后，拍摄后的影像立刻就能显示在相机的液晶屏上，而且同时根据需要迅速压缩为JPEG格式保存在存储卡上。由于佳能在相机制造方面的优势，3A（AE/AF/AWB）处理原本分散为多个处理器的情况也都整合到了DIGIC芯片中来了，可以大大处理提高效率，其处理速度是过去数字相机的数十倍。拍摄时几乎感觉不到快门时间的滞后（只有几十毫秒，具体来说，佳能目前的数字单反相机如EOS 1Ds、EOS 10D、EOS D30/60的时滞分别为55、80、100毫秒），非常有利于抓拍、连拍，对于新闻记者可以说是制胜法宝。
DIGIC芯片可以更好地利用缓存，原本的机内缓存都是被大量未处理的影像数据占用，导致整体数据处理进程受阻，而DIGIC芯片在缓存中可以快速地把RAW（从成像芯片得来的非压缩数据）影像转换成JPEG影像，并且可以以RAW和JPEG两种不同的格式保存在存储卡里。使用DIGIC芯片的相机，在其它方面都相同的情况下，同等时间内连拍的影像数据量比不采用这项技术有所提高，这无疑增强了数字相机在高端应用中的优势。
DIGIC的高品质素质
数字照片拍摄中，影像杂讯（也称为影像噪声）是一个困扰各个厂家多年的问题。这是由数字影像的特点决定的，在大面积的纯色影像（例如灰过渡、黑色，还有大面积彩色）上，电子噪声很容易出现，表现在照片上显得斑斑点点，不干净。传统的数字影像在高光的地方往往会变得死白，色彩也不自然，感觉很不真实；而且在亮部和暗部的过渡部分，例如逆光拍摄，或者头发的边缘等部位镶有亮边，出现锯齿状边缘等等，整个画面充满了“数码味”，一眼就能看出来。这也是多年来，数字摄影和胶片摄影之间的重要区别之一。而DIGIC芯片在设计时就充分考虑到这些问题，其强大的性能可以使数据的处理速度显著加快，而经过优化的计算方法也可以平抑影像数据的峰值，保持电平稳定输出，从而使影像过渡平滑、色彩柔和，更接近传统胶片的色彩层次的表现。
例如，一台高品质的图形工作站，它的CPU可能不是最快的，但是足够用，重要的是在于这样的电脑肯定都拥有一块非常优秀的专业显示卡，其单独处理图形的速度远超过CPU，内部复杂程度也不相上下。如同CPU不是决定图形处理电脑性能的唯一因素一样，数字相机与此非常类似。特别是在很多厂家还在刻意追求像素芯片的大小，CPU速度和内存多少的时候，佳能开始把重点放在了专用数字相机的影像处理芯片的开发上。其实，数字影像的决定因素不仅仅是像素的多少，还要全面看到先进电子技术对影像质量能产生的质的飞跃。
与DIGIC芯片直接连接的主要元器件还有A/D（数字-模拟转换器）、存储卡。从CCD或CMOS影像传感器得到的是模拟信号，必须经过模数转换后才可以被影像传感器接受，A/D转换芯片的位数是数字相机一个关键的指标。一般用每通道多少位来标识，A/D转换器的位数越高则保留的影像精度越高，体现在色彩过渡更加自然、动态范围更大和信噪比更高。但是转换的位数过高也会急剧增加处理的数据量，这对数字相机的影像处理器是一个严格的考验。DIGIC芯片能够更迅速地完成高标准的A/D转换过程，这也是其对影像质量提高产生根本影响的一个原因。
DIGIC的低能耗特性
佳能独有技术开发的CMOS芯片配合DIGIC处理器，不但得到的影像质量大大优于传统的昂贵的CCD芯片，而且包括DIGIC芯片在内，整机的耗电量只有原来的几分之一，提高了数字相机的实用能力和电池寿命。同时，低能耗也带来整机发热量的降低，延长了娇贵的电子元件的使用寿命。一块电池可以比过去使用更长时间，长时间的持续工作能力可以使数字相机更适合专业的用途和野外工作的使用，由于减少充电次数，电池的使用寿命也大大增加了。
来源：中国摄影
