Milbeaut ISP技術(shù)向單反手機(jī)和安防監(jiān)控應(yīng)用邁進(jìn)

 英國(guó)19歲男孩丹尼·鮑曼瘋狂沉迷自拍，曾為一張完美自拍花去10小時(shí)，一石激起千層浪，“愛自拍是病”成為微博熱門話題。雖然這只是極個(gè)別事件，但卻反映出一個(gè)事實(shí)——消費(fèi)者對(duì)手機(jī)的拍照性能的追求是永無止境的。雖然我們追求不到所謂完美的圖像效果，但是設(shè)計(jì)良好的圖像處理器(ISP)卻能夠幫助實(shí)現(xiàn)10%~15%的圖像質(zhì)量提升，展現(xiàn)更加出彩的畫質(zhì)。

Milbeaut——專業(yè)影像處理器的代名詞

毫無疑問，富士通半導(dǎo)體的Milbeaut已經(jīng)成為專業(yè)影像處理器的代名詞。“Milbeaut占據(jù)全球數(shù)碼相機(jī)ISP市場(chǎng)超過50%的份額，全球知名數(shù)碼相機(jī)廠商幾乎都與我們有合作，在單反數(shù)碼相機(jī)中同樣有大量的成功應(yīng)用。”富士通半導(dǎo)體(上海)有限公司市場(chǎng)部高級(jí)經(jīng)理路標(biāo)表示，“在手機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，全球超過100款手機(jī)采用Milbeaut ISP。”

圖1. 富士通半導(dǎo)體(上海)有限公司市場(chǎng)部高級(jí)經(jīng)理路標(biāo)。

Milbeaut由millennium和beauty兩個(gè)單詞組合而來，意為“千禧年美人”。正是在2000年千禧年，富士通半導(dǎo)體基于對(duì)功耗更低及處理速度更快的圖像處理系統(tǒng)需求推出了Milbeaut ISP系列。Milbeaut圖像信號(hào)處理器融合了富士通半導(dǎo)體在圖像處理領(lǐng)域20多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)， 擁有強(qiáng)大的影像處理算法開發(fā)團(tuán)隊(duì)，在算法上精益求精，不斷優(yōu)化，其同時(shí)還擁有影像處理的專家級(jí)團(tuán)隊(duì)。

“在智能手機(jī)的應(yīng)用中，富士通半導(dǎo)體的ISP產(chǎn)品支持團(tuán)隊(duì)會(huì)先與客戶研發(fā)團(tuán)隊(duì)一起，驗(yàn)證，比對(duì)，確認(rèn)客戶的需求后通過軟硬件的方式對(duì)實(shí)際影像的信號(hào)原色加以定義和處理，例如色溫、亮度或是RGB等，通過非常深入細(xì)致的圖像質(zhì)量調(diào)試工作完成不同客戶對(duì)不同產(chǎn)品差異化的需求。。”路標(biāo)進(jìn)一步指出，“強(qiáng)大的Bayer data to YUV Engine，3A算法中領(lǐng)先技術(shù)積累和一直向前推進(jìn)的產(chǎn)品路線(Roadmap)是富士通半導(dǎo)體Milbeaut ISP在技術(shù)上最主要的優(yōu)勢(shì)。”

從傳感器收集到的原始圖像數(shù)據(jù)Raw data /Bayer data，將其編碼成YUV數(shù)據(jù)這一過程中，例如，對(duì)色溫，色調(diào)的定義，什么顏色的紅是最紅的?這種定義的方式每個(gè)廠商都是不同的，而這是需要經(jīng)驗(yàn)的累積，這正是富士通半導(dǎo)體在圖像處理方面20年經(jīng)驗(yàn)積累的優(yōu)勢(shì)所在。

另一方面， 3A(自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)曝光和自動(dòng)白平衡)的算法更是離不開經(jīng)驗(yàn)的積累。智能自動(dòng)曝光用以控制Iris&IR;高度智能的白平衡用以適應(yīng)所有的自然場(chǎng)景;智能自動(dòng)對(duì)焦引擎可以實(shí)現(xiàn)流暢而快速的正確對(duì)焦。這其中，自動(dòng)曝光和自動(dòng)白平衡都需要在拍照的時(shí)候?qū)χ車呐臄z環(huán)境做出判斷，而這個(gè)判斷的方式每個(gè)廠家都不相同。例如，室內(nèi)的光是亮是暗?曝光需要多長(zhǎng)時(shí)間?白平衡需要補(bǔ)償多少?這部分的算法富士通半導(dǎo)體是通過和一些日本的算法廠商合作，逐漸積累而來。

Milbeaut Mobile——讓你的手機(jī)瞬間變單反

現(xiàn)在，高像素相機(jī)已經(jīng)成為中高端手機(jī)的主流配置，而富士通半導(dǎo)體基于其占據(jù)數(shù)碼相機(jī)市場(chǎng)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的圖像處理器Milbeaut開發(fā)了針對(duì)手機(jī)相機(jī)應(yīng)用的Milbeaut Mobile ISP(移動(dòng)終端專用ISP)系列，成功地將其在數(shù)碼相機(jī)ISP芯片上的領(lǐng)先技術(shù)復(fù)制到手機(jī)相機(jī)應(yīng)用上。

Milbeaut Mobile ISP具備低功耗、更快靜態(tài)成像、更小相機(jī)模塊尺寸，以及更高像素，分辨率和更高視頻數(shù)據(jù)幀速率，能夠?qū)⒏叨擞跋衿焚|(zhì)和豐富相機(jī)應(yīng)用同時(shí)結(jié)合，使您的手機(jī)拍照體驗(yàn)瞬間媲美單反。

圖2. Milbeaut Mobile——讓你的手機(jī)瞬間變單反。

2008年，第三代Milbeaut Mobile ISP就率先采用了多種在數(shù)碼相機(jī)中成功應(yīng)用的功能，如靜態(tài)圖像拍照的連續(xù)自動(dòng)對(duì)焦、人臉識(shí)別等。目前已量產(chǎn)的M10M0是第五代Milbeaut Mobile ISP，其特性包括可實(shí)現(xiàn)13MP@30fps零延時(shí)拍攝，超低功耗(在13MP@30fps零延時(shí)拍照模式下為280mw)，可實(shí)現(xiàn)每秒120幀全高清(Full HD)視頻拍攝，可支持每秒30幀全高清視頻拍攝的同時(shí)實(shí)現(xiàn)每秒3幀13MP的照片拍攝等等。而在規(guī)劃中的第六代產(chǎn)品更是除會(huì)采用所有相機(jī)的功能外，進(jìn)一步支持位相差式自動(dòng)對(duì)焦等業(yè)界頂尖技術(shù)。

“其中特別值得一提的是其增強(qiáng)圖像質(zhì)量的技術(shù)。一是加強(qiáng)針對(duì)拜耳排列信號(hào)的圖像質(zhì)量，二是加強(qiáng)去馬賽克處理后的圖像質(zhì)量。正如上面所說，富士通的Milbeaut移動(dòng)圖像處理LSI芯片就是要在手機(jī)上提供媲美緊湊型高端數(shù)碼相機(jī)圖像質(zhì)量和性能。”路標(biāo)強(qiáng)調(diào)。

另外，對(duì)于愛好攝影、愛自拍的GG&MM們，以后也無需再為惡劣天氣拍照不清晰而煩惱了，富士通半導(dǎo)體的圖像增強(qiáng)技術(shù)，可以通過去霧霾和增強(qiáng)對(duì)比度技術(shù)，大大增加圖像的可視性。

內(nèi)嵌多種硬件算法豐富應(yīng)對(duì)于不同場(chǎng)景

“目前，Milbeaut Mobile ISP已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外知名的20家智能手機(jī)廠商的超過100款手機(jī)采用!它從2010年開始，慢慢的從日本走向國(guó)際，現(xiàn)在隨著中國(guó)民族品牌手機(jī)的推出，Milbeaut Mobile ISP已經(jīng)成為各大品牌旗艦手機(jī)的必不可少的競(jìng)爭(zhēng)利器” 路標(biāo)表示。

圖3. 全球超過100款手機(jī)采用Milbeaut Mobile ISP。

認(rèn)真研究市場(chǎng)在售的智能手機(jī)在宣傳其手機(jī)相機(jī)賣點(diǎn)的時(shí)候，都可以看到各自強(qiáng)調(diào)其產(chǎn)品的差異化特性。例如，您可以看到魅族MX3強(qiáng)調(diào)其每秒20張快速拍照能力以及零延時(shí)拍照技術(shù)，美圖手機(jī)前置相機(jī)超強(qiáng)降噪功能，OPPO U2S強(qiáng)調(diào)其弱光下的拍照畫質(zhì)……

路標(biāo)強(qiáng)調(diào)了富士通半導(dǎo)體相機(jī)圖像處理器解決方案的高度可定制化——硬件和固件可根據(jù)客戶需求配置，解決方案可以根據(jù)客戶的傳感器模塊充分調(diào)校。“這種定制化的設(shè)計(jì)需求也是富士通半導(dǎo)體公司圖像信號(hào)處理解決方案獲得眾多手機(jī)廠商青睞的原因吧。”路標(biāo)說道。

Milbeaut圖像信號(hào)處理器內(nèi)嵌多種硬件算法配合專業(yè)圖像處理器，能夠豐富應(yīng)對(duì)于不同場(chǎng)景。其內(nèi)嵌的多種硬件算法包括：

l 自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)曝光控制、自動(dòng)白平衡和光源閃爍探測(cè)50Hz/60Hz;

l Bayer數(shù)據(jù)的校正：盲元探測(cè)與動(dòng)態(tài)校正，Sensor像面不均勻的Shading校正，去除噪聲;

l Bayer數(shù)據(jù)去馬賽克處理，超級(jí)圖像修復(fù);

l 色彩校正，色彩轉(zhuǎn)換和邊緣增強(qiáng);

l 超級(jí)降噪處理，寬頻率窗口;

l 智能圖像處理以及JPEG/H.264/JPEG-XT等多格式壓縮編碼。

“手機(jī)廠商需要的是能實(shí)現(xiàn)獨(dú)特賣點(diǎn)的、實(shí)現(xiàn)定制化的差異化解決方案，而不是一個(gè)me too的設(shè)計(jì)，而這對(duì)于傳統(tǒng)AP廠商來說很難做到。攝像頭是一個(gè)十分個(gè)性化的產(chǎn)品，絕不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。”他強(qiáng)調(diào)，“這些算法我們會(huì)像菜單一樣呈現(xiàn)給客戶，客戶只要根據(jù)自己的需要選擇合適的方案即可。”

Milbeaut Security——安防監(jiān)控領(lǐng)域新尖兵

Milbeaut ISP 最初應(yīng)用在單反相機(jī)，數(shù)碼相機(jī)/攝像機(jī)上，所以今天它的圖像處理能力、圖像處理的質(zhì)量已經(jīng)在單反、數(shù)碼相機(jī)/攝像機(jī)上得到了驗(yàn)證。在數(shù)碼相機(jī)/攝像機(jī)的市場(chǎng)需求不斷下滑，而手機(jī)對(duì)高質(zhì)量畫質(zhì)的強(qiáng)勁需求推動(dòng)下，Milbeaut Mobile ISP快速在手機(jī)領(lǐng)域取得成功，同時(shí)應(yīng)市場(chǎng)需求之變，Milbeaut Security ISP正在向應(yīng)安防監(jiān)控領(lǐng)域挺進(jìn)。

“我們今年才進(jìn)入安防監(jiān)控領(lǐng)域，坦白說，在這個(gè)領(lǐng)域，我們還是新兵。不過，富士通半導(dǎo)體進(jìn)入這一領(lǐng)域，并非是有勇無謀之舉，我們會(huì)跨足安防監(jiān)控領(lǐng)域，主要是因?yàn)槭袌?chǎng)對(duì)于高清視頻監(jiān)控的迫切需求。”路標(biāo)表示。

此次展出的Milbeaut Security ISP是富士通半導(dǎo)體專門針對(duì)安防監(jiān)控領(lǐng)域的圖像信號(hào)處理器，能為安防監(jiān)控領(lǐng)域的廠商提供全套數(shù)字高清的HD-SDI參考方案，實(shí)現(xiàn)真正的全高清1080p@30fps，高清720p@60fps。

該方案具備高速影像捕捉能力(5M@15fps，8M@10fps，12M@7.5fps);支持標(biāo)準(zhǔn)的YUV BT1120視頻格式輸出; 快速上電時(shí)間小于1S;支持幾乎市場(chǎng)上所有的傳感器輸入，采用65nm工藝來實(shí)現(xiàn)超低功耗(相機(jī)系統(tǒng)不足1w)等產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。此外，該方案由于采用的富士通專業(yè)圖像處理器ISP還帶來了更多高度智能的相機(jī)功能，如：全時(shí)自動(dòng)曝光與白平衡能適應(yīng)不同的場(chǎng)景，智能功能選擇包括光學(xué)變形矯正，區(qū)域遮蔽、寬動(dòng)態(tài)、除霧、 限制區(qū)域警示等支持。

圖4. 富士通半導(dǎo)體為安防監(jiān)控廠商提供全套數(shù)字高清HD-SDI參考方案。

如上圖4所示為富士通半導(dǎo)體此次展出的HD-SDI參考方案，它區(qū)別于其它廠商同類產(chǎn)品的最主要特點(diǎn)是支持高度智能的相機(jī)功能和具有超高清視頻流捕捉性能。在安防監(jiān)控領(lǐng)域，富士通半導(dǎo)體方案的性能和規(guī)格都是業(yè)界高水平的，例如具有高分辨率，某些場(chǎng)合紅外啟用，光線顏色校準(zhǔn)，多種降噪方式等性能。

“現(xiàn)在我們看到的還只是支持SDI接口的方案，由于監(jiān)控?cái)z像頭支持網(wǎng)線是大趨勢(shì)，所以富士通半導(dǎo)體的IP-camera方案也已經(jīng)在計(jì)劃之中。”路標(biāo)透露，“預(yù)計(jì)今年年中的時(shí)候會(huì)專門針對(duì)安防監(jiān)控推出M8M圖像處理芯片，該芯片的設(shè)計(jì)方案將會(huì)同時(shí)支持SDI和以太網(wǎng)接口。”

另外，安防市場(chǎng)具有大客戶集中、小客戶零散的特點(diǎn)。“因?yàn)榭紤]到更多小客戶的需求，所以我們?cè)诋a(chǎn)品銷售形式上有所擴(kuò)容，可以是‘芯片+參考設(shè)計(jì)方案’的形式，也可以是機(jī)芯(攝像頭+感光器+主板)的方式，充分滿足不同客戶的獨(dú)特需求。”路標(biāo)表示。