电脑报 07-27
OPPO、vivo 即将推出自研 ISP 芯片?盘点手机品牌的造芯运动
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据悉,一线手机厂商 OPPO 和 vivo 即将发布自研 ISP 芯片,此前小米曾推出过自研澎湃 C1 ISP(图像信号处理器)芯片。

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OPPO、vivo 即将推出自研 ISP 芯片

该报道称,一位 OPPO 内部人士称,OPPO 自研的 ISP 芯片将首先搭载在明年年初上市的 Find X4 系列手机上,目前 OPPO 自研芯片项目团队已经有大概上千人。

至于 vivo,一位 vivo 内部人士称,vivo 两年前就秘密组建了自研芯片团队,名为 " 悦影 " 项目,目前团队大概有五六百人,首款产品是影像方向的,将在今年下半年上市的 X70 系列手机上首发。

报道还称,除了 ISP 芯片之外,OPPO、vivo 也在同步推进自研 SOC 计划,未来或替代部分高通和联发科芯片。不过《深网》就上述消息向 OPPO 和 vivo 官方人士求证,未获得回应。

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手机品牌的造芯运动

提到手机品牌的自研芯片,很多人第一反应就是苹果,这家消费电子巨头这些年一直在推进自研芯片策略。苹果的端到端产品设计,从芯片到硬件再到完整的软件覆盖。这意味着苹果设计了完整的用户体验,包括从芯片到操作系统,从拍摄到分享、交流、创作和学习的一系列丰富功能。

众所周知,苹果一直以来有使用台积电专供的芯片,但是自身也在芯片研究有一定的成果。目前看来,把握住自身的优势并且加之运用,在行业里也可以稳固自身需求和地位。苹果自研芯片都是量身定制并专供,不对外出售,这将是苹果的独特优势。

随着苹果 M1 处理器在 iPad、Mac 系列产品的上广泛应用,苹果产品逐步实现了自研芯片的自给自足。权威市调机构 Strategy Analytics 的最新报告指出,2021 年 Q1,苹果 A-series 和 M-series 内研芯片出货量和收益实现了稳定的两位数增长。而苹果之外,三星、谷歌等厂商都有自研芯片的战略,而国产手机品牌这些年除了不断获得终端市场消费份额外,同样在稳步推进自研芯片战略。

国内手机品牌自研芯片最早引发大众关注的无疑是华为了。华为于 2004 年成立海思半导体,最初产品是 SIM 卡芯片,随后扩展到安防监控和机顶盒芯片等领域。2009 年,华为推出首款手机芯片 K3V1,主要面向山寨机市场,2012 年,华为第二款手机芯片 K3V2 芯片搭载到其 P6 系列手机上。

随着华为及荣耀品牌手机的崛起,海思系列移动芯片越来越火,而在 2017 年时,小米首款自研 SOC 澎湃 S1 推出,搭载在小米 5C 手机上。小米自研芯片的消息也成为人们热议的焦点,事实上,小米早在 2014 年就宣布造芯,澎湃 S1 之后,小米在今年 3 月的季新品发布会上发布了自研 ISP 芯片澎湃 C1。雷军在发布会上也强调称,澎湃芯片研发还在继续。

而 vivo 自研芯片的消息其实一直陆陆续续有传出,很早就有消息传出说 vivo 即将推出首款自研芯片产品,该芯片的内部代号为 " 悦影 "。不过根据推测来说,该款芯片并不是手机核心 SOC 芯片,而是一款主打影像功能的 ISP 芯片。

看到这里,其实才是我们今天的重点,当我们惊喜于越来越多国产手机品牌投入自研芯片领域时,会发现它们不约而同地将目光放到了 ISP 芯片上。

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专注数字影像的 ISP 芯片

对于智能手机厂商而言,高通、联发科等争夺的手机处理器市场虽大,但并不是一早一夕可以拿下的,对于他们而言,专注影像甚至可以说专注拍照优化的 ISP 芯片反而是有望获得突破的绝佳细分芯片领域。

所谓 ISP,即 Image Signal Processor(图像信号处理器)的缩写,在相机系统中,光有镜头和图像处理器捕捉的原始数字图像还不够,它们还需要输出到 ISP,经过算法处理,最后才是我们看见的照片。

也就是说,我们按下快门后的那一系列图片锐化、降噪、色彩优化、多帧合成等机内处理,全都是在 ISP 中处理完成的。显然对于最终的成像效果,ISP 发挥了关键一步的作用。

一个 ISP 其实是一个 SoC 核心,内部包含 CPU、SUP IP、IF 等单元,可以运行各种算法程序,实时处理图像信号。ISP 的控制结构由 ISP 逻辑和运行在上面的 Firmware 两个部分组成,逻辑单元除了完成一部分算法处理外,还可以统计出当前图像的实时信息。Firmware 通过获取 ISP 逻辑的图像统计信息进行重新计算,反馈控制 Lens、Sensor 和 ISP 逻辑,以达到自动调节图像质量的目的。

根据专业人士的介绍,ISP 的具体处理流程是这样:Lens 将光信号投射到 sensor 的感光区域后,sensor 经过光电转换,将 Bayer 格式的原始图像送给 ISP,ISP 经过算法处理,输出 RGB 空间域的图像给后端的视频采集单元。在这一过程中,ISP 通过运行在其上的 Firmware 固件对 ISP 逻辑,从而对 Lens 和 sensor 进行相应控制,进而完成自动光圈、自动曝光、自动白平衡等功能。其中,Firmware 的运转靠视频采集单元的中断驱动。PQ Tools 工具通过网口或者串口完成对 ISP 的在线图像质量调节。

通俗来讲,ISP 芯片就像一个光的美颜师一样,使得我们在按下快门的一刹那获得如此多的画质调节和改善,也能在拍摄前主动地选择各种拍摄场景模式,进行各种拍摄参数的微调,让每个人都能成为影像大师。

鉴于 ISP 的重要性,现在各家处理器厂商也会提供内置 ISP,例如高通骁龙 888 处理器内置的 Spectra 580 ISP,能以每秒处理 27 亿像素的速度拍摄照片和视频,而内置 ISP 还能降低开发难度和成本,那手机厂商为什么还要自研 ISP 呢?

其实原因还是很容易想到的,内置 ISP 是封装在处理器内部的,可供调教的条件也是固定的,不利于实现产品的差异化优势,你能拥有的性能特性,别人也能买到。

自 2015 年,华为海思麒麟 950 便首次商用了自研 ISP 技术,搭载该芯片的华为 Mate8 的拍摄能力明显上了一个台阶,或许就是自研 ISP 优势的最好证明。到了麒麟 9000 搭载最新的 ISP 6.0,支持四流水线并行,比高通的三重并行更高,带来的是静态照片和视频处理能力的同步提升。

在 " 美颜 " 拍照已成标配的今天,掌握自研 ISP 芯片,再配上优化后的 AF 对焦性能、AWB 白平衡算法、AE 曝光策略等,手机自然能在拍照应用上走出自己的差异化之路。

因此,对于想要自研芯片的手机厂商来说,ISP 是一个极好的起点:一方面,它的开发难度相比 CPU、GPU 等模块来说相对更低,而重要性又很高,可以帮助实现拍照质量的差异化。因此,ISP 可以说是投入和风险较小,而潜在的回报又较大,自研芯片入门的理想之选。

当然,即使是自研 ISP 芯片,也绝不是一件容易的事情,涉及资金、技术、市场等各个方面。要知道,华为的 ISP 芯片也是经历过多年的研究,才有了今天的地位。国产新军 OPPO、小米,更加需要坚持积累和研发,才能够实现目标。

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写在最后:不仅仅是手机

看到这里,小编内心其实是蛮认同 OPPO、vivo 即将推出自研 ISP 芯片的消息,毕竟,对于任何一家想要在手机领域拥有护城河的品牌而言,ISP 芯片几乎是必须拿下的领域,而且 ISP 芯片的应用不仅仅局限于手机市场,家庭 IoT 设备对于图像的处理和计算,不仅仅要实现 " 查看 " 的功能,看要实现 " 分析 " 的功能。

因此,图像硬件厂商越来越多的要在硬件系统中加入支持人工智能算法特别是深度学习的软件集成,从而让图像硬件系统超越 " 拍摄图像 " 的限制,能够实现 " 分析图像 " 的能力。于是乎,扫地机器人、智慧镜子等等设备,都将成为 ISP 芯片的市场空间,也将成为众多智能手机品牌成长的潜在市场。

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