【ZOL 中关村在线原创技术】在手机的影像系统中，图像信号处理器（ISP，ImageSignalProcessor）是决定成像质量的关键组件。当光线通过镜头进入图像传感器后，传感器将光信号转换为原始电信号，这些原始数据需要经过 ISP 的处理，才能呈现出清晰、色彩准确的图像。

现在的 ISP 不仅提升了图像处理地速度和效率，还支持更高分辨率的图像处理和多摄像头协同工作。例如大家很喜爱的人像功能，就是通过 ISP 算法实现类似大光圈镜头的虚化效果。

6 年时间，小米从 0 起步，走到了今天发布的第四代自研 ISP 玄戒 O1，其采用业内罕见的 " 三段式处理架构 "，不仅大幅提升影像处理效率和画质，还在能耗控制和硬件资源占用上取得了出色平衡。

那么，小米的自研 ISP 究竟发展到了什么水平？我们不妨从头说起。

1 六年四代，稳扎稳打的技术积累

小米的 ISP 自研之路始于 2019 年。当年小米相机部门立项启动自研 ISP 开发。

2021 年，澎湃 C1 首次登场，在小米 MIXFold 上实现落地。它显著优化了 3A 算法（自动对焦 AF、自动白平衡 AWB、自动曝光 AE）表现，解决了拍照体验中的基础瓶颈。

第二代澎湃 C2 在 2022 年由部分小米 12SUltra 搭载，作为过渡版本，为后续架构演进积累了经验。2024 年初，小米 14Ultra 部分机型引入第三代 C3，但 C2 和 C3 并未作为宣传卖点，而是更多承担底层算法验证与打磨的角色。

而到了 2025 年，小米第四代 ISP 以 " 玄戒 O1" 的身份正式登场，首次将 ISP 性能与功耗、画质与生态全面拉通，不仅成为小米 15SPro 影像系统的核心支撑，也标志着小米正式步入自研 ISP 的成熟期。

02｜颠覆传统的三段式 ISP 架构

当前市面主流手机 ISP 多采用 " 两段式处理架构 "，将处理流程简化为前端 3A 与后端图像渲染。而玄戒 O1 则大胆采用三段式流水线设计，大幅提升了影像算法运行效率和灵活性：

第一级流水：完成原始图像数据的 3A 统计和处理，同时进行坏点校正。

第二级流水：在 Raw 域内进行 HDR 融合、降噪、解 Bayer、影调调整、局部 / 全局色调映射。

第三级流水：专注视频处理，包括电子防抖（EIS）、时域降噪、色彩增强和动态范围提升等。

这种设计不只是对 ISP 结构的重新划分，更从底层释放了处理能力，使 Raw 域算法得以深入展开，带来更高的画质上限。同时，三段式解耦架构允许不同流水级以不同频率运行：一级流水保持高频匹配 CMOS 输入，而二级与三级可 " 低速 " 运行，有效降低功耗与芯片面积。另外，玄戒 O1 的整体面积仅为传统旗舰 ISP 的 60%。

2 高速 + 高画质 = 真旗舰影像

从纸面规格来看，玄戒 O1 的 ISP 拥有旗舰级参数。其吞吐量高达 87 亿像素每秒，支持单摄最高 2 亿像素成像，能够清晰捕捉高分辨率画面细节；在多摄协同方面，三摄并发支持最高可达 6400 万 +5000 万 +5000 万像素的组合，满足多镜头同时拍摄的高像素需求；此外，3A 加速模块的加入是一大亮点，可使 AF（自动对焦）、AWB（自动白平衡）、AE（自动曝光）速度提升 100%，显著提升相机启动、连拍与预览响应速度，让拍摄体验更加流畅迅速。

在画质提升方面，玄戒 O1 配备了两块关键的硬件增强单元。其一为实时多帧 HDR 融合单元，该单元通过局部对齐技术，在提升视频动态范围的同时有效降低鬼影问题，即使在复杂光线场景下，也能让画面明暗层次更加丰富、细节还原更为真实；其二是 AI 智能降噪模块，它借助 CNN 深度神经网络对 Raw 视频进行逐帧降噪处理，信噪比最高可提升 13dB，相当于实现 20 倍的噪点抑制能力，大幅减少画面噪点干扰，使视频画质更显纯净细腻。

这些先进的技术配置，让 Xiaomi15SPro 跻身业内少数支持全焦段超级夜景视频的旗舰机型之列。小米还开放了第三方 API 接口，微信视频、抖音直播等场景也能调用玄戒 O1 的夜景处理能力，实现系统级画质加成。

所看即所得

在 AI 能力方面，玄戒 O1 内部集成了一组 6 核心的 NPU 集群，并针对小米自研的端侧 AI 模型进行了底层架构适配。相比常规的通用型 NPU，玄戒 O1 的 AI 集群具备多任务并行计算能力，支持在拍照时同时进行画面预览与图像增强处理，真正实现 " 所见即所得 " 的拍摄体验。

3 实测体验：Xiaomi15S Pro 影像水准依旧旗舰

在硬件方面，小米 15SPro 搭载徕卡 Summilux 全焦段大光圈 5000 万像素传感：主摄为光影猎人 900，超广角为 JN1，5x 长焦镜头为 IMX858。下面为大家带来样张实测以及和小米 14Ultra 样张对比。

23mm 焦段主摄拍摄的这张照片，当时太阳光从镜头侧面斜射过来，形成了侧逆光，光照条件并不算好，但是小米的成片素质依旧很高，建筑的轮廓、飞檐等细节清晰，天空的蓝色、建筑的古色古香以及绿树的颜色都比较自然。

47mm 是构图的黄金焦段，建筑的纹理，如古建筑的彩绘、砖瓦结构，以及天空云朵的细节都得到较好呈现，前两张古建筑图片色彩鲜艳且真实，红柱、绿瓦、蓝色彩绘还原到位，蓝天与白云的色彩也自然舒适，没有偏色问题，画面整体曝光准确。

即使是 240mm，甚至是 480mm，小米 15SPro 的长焦成像效果依旧是出类拔萃的优秀，下面和小米 14Ultra 做一个对比。

可以看到，小米 15SPro 在长焦方面的成像会有更多的细节，这一点我是非常意外的。

主体招牌明亮清晰，色彩还原准确，红、白、黑三色鲜明，背景虽暗但没有出现明显噪点，画面纯净度高。

明暗对比处理得当，暗部不过于漆黑，保留了微弱环境细节，亮部的建筑内部光线没有严重过曝，展现出较好的宽容度，画面整体氛围感强。

招牌上的文字清晰锐利，招牌上密密麻麻的灯珠明暗全部还原了出来，噪点控制较好，背景建筑细节也有一定呈现。

人像方面，上图的长焦人像画面整体清晰度高，人物脸部细节还原到位，连腮红这类细微的妆容都可以很好地呈现。人物的服装纹理，像新娘婚纱的褶皱、新郎西装的面料质感都清晰可辨，细节丰富。阳光洒在人物身上形成自然的明暗过渡，增强了立体感，同时在红墙上形成斑驳树影，加上徕卡的色调，氛围相当棒。

这张长焦镜头，人物的古装服饰色彩鲜艳、刺绣精美，发髻上的花朵装饰醒目，在画面中十分突出，背景虚化处理地很好，光线柔和自然，在身上形成自然明暗过渡，立体感非常突出。

整体来看，小米 15SPro 借助玄戒 O1 自研 SoC 中的第四代 ISP，在影像调校上实现了令人惊喜的突破。三段式 ISP 架构为 Raw 域算法处理提供了更强的能力，结合徕卡 Summilux 光学系统与多颗高规格镜头，呈现出色彩真实、细节丰富的成片效果。无论是逆光场景、超远长焦，还是复杂光影下的人像拍摄，15SPro 都展现出了惊人的高水准，依旧是行业旗舰水平。

4 最后

玄戒 O1 代表的小米第四代自研 ISP，不再是试验性质的底层芯片，而是真正意义上实现商用化、旗舰化的核心器件。从三段式架构设计到 AI 算法加持，从高速吞吐到全焦段夜景支持，它不仅重塑了 Xiaomi15S Pro 的影像系统，也展现出小米在 ISP 自研领域 " 慢工出细活 " 的技术积累。

也许，小米距离真正自主影像平台的完全闭环，仅一步之遥。