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自研 ISP,OPPO 的高階“造芯夢”

自從手機配備相機開始,影像系統便成為了手機的一個重要組成部分,而拍照質量自然成為衡量手機價值的一個重要賣點。即便當時的手機攝像頭普遍只有數百萬畫素,即便當時的手機影像能力基本只能圖一樂,但是大家依然熱衷於用手機記錄下生活裡的點點滴滴。沒有別的,就圖個方便。

隨著科技的發展,智慧手機的功能變得越來越豐富,使用者對於影像功能的要求也越來越高。多攝像頭、潛望式超長焦、長焦微距鏡頭、億級畫素主攝、超大底主攝... 從手機廠商在手機影像規格上的不懈努力來看,影像功能儼然成為了近幾年手機廠商們最著重發展的領域之一。

今天上午,微博數碼博主 @數碼閒聊站爆料,OPPO 正在研發獨立影象處理晶片(ISP),希望能在手機影像的道路上更進一步。

如果訊息屬實,這枚 ISP 晶片將會成為 OPPO 首顆自研晶片,這絕對是 OPPO 的一次歷史性突破。

那麼問題來了,所謂 ISP 晶片究竟有什麼作用?為什麼手機廠商紛紛開始自研 ISP 晶片?OPPO 的“造芯”里程碑會從這顆自研 ISP 晶片開始嗎?藉著這次機會,我們正好可以探討一下這些問題。

影像的切入點

在瞭解手機廠商自研 ISP 晶片的作用前,我們需要先了解一下相關概念。所謂 ISP,即 Image Signal Processor(影象訊號處理器)的縮寫,一般用來處理 Image Sensor(影象感測器)輸出的影象訊號。它是影象處理的核心器件,在手機影像系統中佔有核心主導地位,是手機晶片系統中的重要組成部分。

根據魅族核心團隊《相機系統綜述》一文所述,使用者在拍攝景物時,景物通過 Lens(鏡頭)生成光學影象,然後投影到 Image Sensor(影象感測器)上,經過光電轉換、A/D 轉換生成 Bayer 格式的原始數字影象,然後輸出到 ISP(影象訊號處理器),經過演算法處理,最後輸出使用者可見的影象。

▲圖源:CSDN 論壇《影象訊號處理演算法概述》

換句話說,我們在拍攝相片時常說的圖片的銳化、降噪、色彩優化,還有計算攝影裡面常見的自動對焦、自動曝光、自動降噪、色彩調整、物體識別和自動白平衡等功能,乃至於早已習以為常的雙攝像頭、三攝像頭支援基本全都是在 ISP 中處理完成的。只有優秀的 ISP 晶片加上優秀的相機模組,才能帶來優秀的成像效果。

當然,鑑於 ISP 的重要性,現在各家處理器廠商內建的 ISP 也越來越強大。例如高通驍龍 888 處理器內建的 Spectra 580 ISP,能以每秒處理 27 億畫素的速度拍攝照片和視訊,擁有著三重併發、三重並行的能力,支援單幀逐行 HDR 功能,計算影像能力大幅提升,其效能足以滿足手機市場的需求。不僅如此,採用內建 ISP 還能降低開發難度、降低成本價格、提高產品的上市速度,有利於佔領市場。

但是,使用內建 ISP 當然也有相應的不足之處。首先,內建 ISP 是封裝在處理器內部的,基本上只有在處理器更新的時候,對應的內建 ISP 才能獲得迭代更新。如今,在影象感測器高速迭代的背景下,內建 ISP 卻基本保持著一年一更新的頻率,確實有點跟不上廠家的節奏。

其次,基於同樣處理器生產出來的手機,其 ISP 的效能自然也是一樣的,可供調教的條件也是固定的,這樣不利於實現產品的差異化。

選擇自研 ISP,廠商就可以根據自己的需要設計外接 ISP 驅動,設計自己的對焦、降噪、曝光策略,沒準能夠得到比內建 ISP 更加出色的畫面質量。不僅如此,選擇外接自研 ISP,那麼就可以在採用同一顆處理器的情況下,自行搭配不同型號的 ISP,以此實現產品的差異化,給使用者提供更豐富和優質的產品。

綠廠的“造芯”夢

對 OPPO 而言,自研 ISP 的意義遠不止這些。除了華為之外,小米和 OPPO 算是國內對晶片最有興趣的兩家手機品牌。根據 36 氪的報道,OPPO 早在 2019 年 10 月成立了晶片技術委員會,囊括了 OPPO、realme 和一加的諸多技術人員,並將造芯專案命名為“馬里亞納計劃”。

2020 年 11 月,OPPO 向歐盟智慧財產權局申請了 OPPO M1 的商標,這被認為是其首款自研晶片。次年 3 月,微博數碼博主 @數碼閒聊站爆料,OPPO“馬里亞納計劃”所產出的首個專案成果即將公開,只不過並非大家最為期待的手機 SOC 晶片。

結合目前的訊息來看,OPPO M1 很可能就是這枚自研 ISP 晶片的名字。

在成立一年半後,OPPO“馬里亞納計劃”終於有成果浮出了水面。

如果 OPPO 今年能夠成功推出自研 ISP 晶片,那對於他們來說絕對是一個不錯的開始。

過去一年,OPPO 投資了瀚巍電子、微容科技等多家與晶片設計有關的公司,並將晶片研發中心落戶廣東東莞。據知情人士透露,OPPO 的晶片團隊來自各大頂級晶片廠商,其中有不少都是來自小米澎湃和華為海思的工程師,這些資深工程師的加盟無疑讓 OPPO 少走了許多的彎路,也加速了專案成果的產出。

對於 OPPO 來說,自研 ISP 晶片僅僅是一個開始。作為投入了大量人力與物力的計劃,“馬里亞納計劃”可以說關乎著該廠的未來競爭力。

自研 ISP,會成為主流嗎?

在討論這個問題之前,我們必須明白一點,那就是自研 ISP 晶片在手機行業其實並不罕見。在 OPPO 之前,小米、華為、蘋果和三星都已經推出了自研 ISP 晶片。以華為為例,華為從麒麟 950 處理器就開始集成了自研的 ISP 晶片,可以自己從底層深度優化照片的處理,華為也藉此躋身全球手機拍照的第一陣營。

小雷認為,在手機影像軍備競賽愈演愈烈的今天,自研 ISP 很可能成為移動影像的新趨勢。要知道,在移動影像上,能夠決定最終成像效果的只有感測器素質、鏡頭素質以及 ISP 處理能力。既然手機廠商們能夠為了更好的成像效果,尋找專業廠商定製感測器,那為了提升手機影像能力,自然會去研究 ISP 晶片。

最後,自研晶片這條路從來都不是一件容易的事情,涉及資金、技術、市場等各個方面。要知道,華為的麒麟晶片也是經歷過十幾年的研究,才有了今天的市場地位。各個國產廠商,更加需要堅持積累和研發,這樣才能夠一步一個腳印去實現自己的目標。