ARM推出首款图像信号处理器 凭啥能干翻索尼

如果说iPhone、iPad、三星Galaxy手机和谷歌Pixel之间有什么共同的联系，那可能就是他们的底层CPU技术了。而这一切都归功于ARM——这家公司低调地身处于移动技术革命的中心，为我们手中的移动设备设计着处理器和图形处理器系统。在本周，ARM的产品组合当中又新增了一名成员：图像信号处理器（ISP）。

这款ISP是ARM图像与视觉集团成立1年之后推出的第一款重磅产品，同时也是他们推动移动摄像技术向前发展的一次重要尝试。它内置于Mali-C71当中——一款面向汽车领域的图形处理器。

对于这款ISP，ARM图像与视觉集团领导者之一的Steve Steele给予了厚望：“我们真切地认为，我们的ISP是目前最优秀的。”即便是领略了谷歌最近在图像处理领域里惊艳的表现（Pixel手机拍照能力优越），也深谙苹果在该领域里一贯的强势地位，他对于自己的产品依然拥有绝对的自信。

现如今，每一款配备摄像头的移动设备都拥有ISP——它相当于音频领域里的模拟-数字转换器，作用是把感光元件所收集的原始图像数据转换成能在设备上显示的东西，或是编码成用于分享的格式，甚至是将其发送到计算机视觉子系统进行物体辨认。

虽然这些任务有着自己独特的需求，但我们不难去理解当中的基本要素：数码相机使用镜头将光线聚焦到感光元件上，然后ISP会将感光元件输出的内容以数字格式进行再次呈现。但问题在于，虽然该领域内目前的竞争相当激烈，但大多数ISP的表现却相当糟糕。

就拿一干中国手机厂商举例。他们会骄傲地宣称自己的产品使用了索尼最新最棒的感光元件，甚至会给出该感光元件的具体型号，同时还伴以多镜头阵列的分解视图。从工程角度看，这的确很了不起。但当你真正拿到手机之后，却发现它所拍摄的照片并不如预期当中的那么好。

而这个问题的根结就在ISP身上。不管是魅族、小米、华为还是其他厂商，他们在该领域内的研发时间和技术积累显然不如苹果和三星这些业内领导者。他们能拿到高品质的光学元件和感光元件，但ISP却没有跟上。

而ARM的ISP就是为了解决移动设备市场的这个问题所存在的。由于Mali-C71的应用范围主要在自动驾驶汽车和所有其他需要通过成像来实现环境感知的设备，把它用在智能手机身上似乎有点大材小用。但ARM表示，他们的移动解决方案已经提交给了芯片合作伙伴，因此在未来几个月里，相关的技术产品应该就会正式与我们见面。

在与移动芯片整合的问题上面，ISP和ARM的GPU设计没什么不同。芯片厂商需要从ARM那里获得知识产权授权，然后才能把ISP整合到自己的系统级芯片（SoC）设计当中，后者还包含多个CPU和GPU核心，以及电源管理等其他集成部件。随后，智能手机厂商可以订购这个一体化的解决方案来制作一款新的智能手机或平板电脑。

作为ARM的芯片合作伙伴之一，高通已经有提供这种解决方案了，但它们的表现却并未给人留下深刻印象。但ARM一贯都有着冷静的商业决定，且从不进行夸大宣传，因此他们口中所说的这款“最佳”ISP的确让人非常期待。

从它捕捉单张图像时那一大堆步骤，我们就可以领略到这款ISP的复杂程度。根据介绍，ARM的ISP会对感光元件提供的数据进行15个阶段的细化和校正：去噪，坏点校正，去马赛克，色调映射，白平衡，色空间转换，伽马校正，锐化，最后还会根据显示设备（设备自己的显示屏还是导出到其他设备）进行最后的调整。

购买了内置该ISP的芯片，手机厂商相当于把所有复杂工作都外包了出去，同时也大幅简化了新产品在工程设计方面的任务。他们依然可以根据自己的意愿来对ISP进行调整，ARM也建议厂商花费至少2个月的时间来进行这方面的工作，因此我们不必担心所有手机拍出来的照片都一样。

相比显示屏技术和工业设计，智能手机的拍照能力一直都处于落后的状态，而现在，ARM的ISP技术似乎终于要改变这一点了。