Milbeaut ISP技术向单反手机和安防监控应用迈进

    英国19岁男孩丹尼·鲍曼疯狂沉迷自拍，曾为一张完美自拍花去10小时，一石激起千层浪，“爱自拍是病”成为微博热门话题。虽然这只是极个别事件，但却反映出一个事实——消费者对手机的拍照性能的追求是永无止境的。虽然我们追求不到所谓完美的图像效果，但是设计良好的图像处理器（ISP）却能够帮助实现10%~15%的图像质量提升，展现更加出彩的画质。

Milbeaut——专业影像处理器的代名词

    毫无疑问，富士通半导体的Milbeaut已经成为专业影像处理器的代名词。“Milbeaut占据全球数码相机ISP市场超过50%的份额，全球知名数码相机厂商几乎都与我们有合作，在单反数码相机中同样有大量的成功应用。”富士通半导体（上海）有限公司市场部高级经理路标表示，“在手机应用领域，全球超过100款手机采用Milbeaut ISP。”

图1. 富士通半导体（上海）有限公司市场部高级经理路标。

    Milbeaut由millennium和beauty两个单词组合而来，意为“千禧年美人”。正是在2000年千禧年，富士通半导体基于对功耗更低及处理速度更快的图像处理系统需求推出了Milbeaut ISP系列。Milbeaut图像信号处理器融合了富士通半导体在图像处理领域20多年的研发经验， 拥有强大的影像处理算法开发团队，在算法上精益求精，不断优化，其同时还拥有影像处理的专家级团队。

    “在智能手机的应用中，富士通半导体的ISP产品支持团队会先与客户研发团队一起，验证，比对，确认客户的需求后通过软硬件的方式对实际影像的信号原色加以定义和处理，例如色温、亮度或是RGB等，通过非常深入细致的图像质量调试工作完成不同客户对不同产品差异化的需求。。”路标进一步指出，“强大的Bayer data to YUV Engine，3A算法中领先技术积累和一直向前推进的产品路线（Roadmap）是富士通半导体Milbeaut ISP在技术上最主要的优势。”

    从传感器收集到的原始图像数据Raw data /Bayer data，将其编码成YUV数据这一过程中，例如，对色温，色调的定义，什么颜色的红是最红的？这种定义的方式每个厂商都是不同的，而这是需要经验的累积，这正是富士通半导体在图像处理方面20年经验积累的优势所在。

    另一方面， 3A（自动对焦、自动曝光和自动白平衡）的算法更是离不开经验的积累。智能自动曝光用以控制Iris&IR；高度智能的白平衡用以适应所有的自然场景；智能自动对焦引擎可以实现流畅而快速的正确对焦。这其中，自动曝光和自动白平衡都需要在拍照的时候对周围的拍摄环境做出判断，而这个判断的方式每个厂家都不相同。例如，室内的光是亮是暗？曝光需要多长时间？白平衡需要补偿多少？这部分的算法富士通半导体是通过和一些日本的算法厂商合作，逐渐积累而来。

此外，在半导体领域，任何一个厂商想要在技术上取得成绩都离不开技术的积淀，而富士通半导体在图像处理方面，20年来持续不断向前推进的计划路线，无论是对客户还是业界的合作伙伴，这都是一个强有力的保证。

Milbeaut Mobile——让你的手机瞬间变单反

    现在，高像素相机已经成为中高端手机的主流配置，而富士通半导体基于其占据数码相机市场领先优势的图像处理器Milbeaut开发了针对手机相机应用的Milbeaut Mobile ISP（移动终端专用ISP）系列，成功地将其在数码相机ISP芯片上的领先技术复制到手机相机应用上。

    Milbeaut Mobile ISP具备更低功耗、更快静态成像、更小相机模块尺寸，以及更高像素，分辨率和更高视频数据帧速率，能够将高端影像品质和丰富相机应用同时结合，使您的手机拍照体验瞬间媲美单反。

图2. Milbeaut Mobile——让你的手机瞬间变单反。

    2008年，第三代Milbeaut Mobile ISP就率先采用了多种在数码相机中成功应用的功能，如静态图像拍照的连续自动对焦、人脸识别等。目前已量产的M10M0是第五代Milbeaut Mobile ISP，其特性包括可实现13MP@30fps零延时拍摄，超低功耗（在13MP@30fps零延时拍照模式下为280mw），可实现每秒120帧全高清（Full HD）视频拍摄，可支持每秒30帧全高清视频拍摄的同时实现每秒3帧13MP的照片拍摄等等。而在规划中的第六代产品更是除会采用所有相机的功能外，进一步支持位相差式自动对焦等业界顶尖技术。

    “其中特别值得一提的是其增强图像质量的技术。一是加强针对拜耳排列信号的图像质量，二是加强去马赛克处理后的图像质量。正如上面所说，富士通的Milbeaut移动图像处理LSI芯片就是要在手机上提供媲美紧凑型高端数码相机图像质量和性能。”路标强调。

    另外，对于爱好摄影、爱自拍的GG&MM们，以后也无需再为恶劣天气拍照不清晰而烦恼了，富士通半导体的图像增强技术，可以通过去雾霾和增强对比度技术，大大增加图像的可视性。

内嵌多种硬件算法丰富应对于不同场景

    “目前，Milbeaut Mobile ISP已经被国内外知名的20家智能手机厂商的超过100款手机采用！它从2010年开始，慢慢的从日本走向国际，现在随着中国民族品牌手机的推出，Milbeaut Mobile ISP已经成为各大品牌旗舰手机的必不可少的竞争利器” 路标表示。

图3. 全球超过100款手机采用Milbeaut Mobile ISP。

    认真研究市场在售的智能手机在宣传其手机相机卖点的时候，都可以看到各自强调其产品的差异化特性。例如，您可以看到魅族MX3强调其每秒20张快速拍照能力以及零延时拍照技术，美图手机前置相机超强降噪功能，OPPO U2S强调其弱光下的拍照画质……

    路标强调了富士通半导体相机图像处理器解决方案的高度可定制化——硬件和固件可根据客户需求配置，解决方案可以根据客户的传感器模块充分调校。“这种定制化的设计需求也是富士通半导体公司图像信号处理解决方案获得众多手机厂商青睐的原因吧。”路标说道。

    Milbeaut图像信号处理器内嵌多种硬件算法配合专业图像处理器，能够丰富应对于不同场景。其内嵌的多种硬件算法包括：

自动对焦、自动曝光控制、自动白平衡和光源闪烁探测50Hz/60Hz；
Bayer数据的校正：盲元探测与动态校正，Sensor像面不均匀的Shading校正，去除噪声；
Bayer数据去马赛克处理，超级图像修复；
色彩校正，色彩转换和边缘增强；
超级降噪处理，宽频率窗口；
智能图像处理以及JPEG/H.264/JPEG-XT等多格式压缩编码。

    “手机厂商需要的是能实现独特卖点的、实现定制化的差异化解决方案，而不是一个me too的设计，而这对于传统AP厂商来说很难做到。摄像头是一个十分个性化的产品，绝不是一个标准化的产品。”他强调，“这些算法我们会像菜单一样呈现给客户，客户只要根据自己的需要选择合适的方案即可。”

Milbeaut Security——安防监控领域新尖兵
    Milbeaut ISP 最初应用在单反相机，数码相机/摄像机上，所以今天它的图像处理能力、图像处理的质量已经在单反、数码相机/摄像机上得到了验证。在数码相机/摄像机的市场需求不断下滑，而手机对高质量画质的强劲需求推动下，Milbeaut Mobile ISP快速在手机领域取得成功，同时应市场需求之变，Milbeaut Security ISP正在向应安防监控领域挺进。

    “我们今年才进入安防监控领域，坦白说，在这个领域，我们还是新兵。不过，富士通半导体进入这一领域，并非是有勇无谋之举，我们会跨足安防监控领域，主要是因为市场对于高清视频监控的迫切需求。”路标表示。

    此次展出的Milbeaut Security ISP是富士通半导体专门针对安防监控领域的图像信号处理器，能为安防监控领域的厂商提供全套数字高清的HD-SDI参考方案，实现真正的全高清1080p@30fps，高清720p@60fps。

    该方案具备高速影像捕捉能力（5M@15fps，8M@10fps，12M@7.5fps）；支持标准的YUV BT1120视频格式输出； 快速上电时间小于1S；支持几乎市场上所有的传感器输入，采用65nm工艺来实现超低功耗（相机系统不足1w）等产品优势。此外，该方案由于采用的富士通专业图像处理器ISP还带来了更多高度智能的相机功能，如：全时自动曝光与白平衡能适应不同的场景，智能功能选择包括光学变形矫正，区域遮蔽、宽动态、除雾、 限制区域警示等支持。

图4. 富士通半导体为安防监控厂商提供全套数字高清HD-SDI参考方案。

    如上图4所示为富士通半导体此次展出的HD-SDI参考方案，它区别于其它厂商同类产品的最主要特点是支持高度智能的相机功能和具有超高清视频流捕捉性能。在安防监控领域，富士通半导体方案的性能和规格都是业界高水平的，例如具有高分辨率，某些场合红外启用，光线颜色校准，多种降噪方式等性能。

    “现在我们看到的还只是支持SDI接口的方案，由于监控摄像头支持网线是大趋势，所以富士通半导体的IP-camera方案也已经在计划之中。”路标透露，“预计今年年中的时候会专门针对安防监控推出M8M图像处理芯片，该芯片的设计方案将会同时支持SDI和以太网接口。”

    另外，安防市场具有大客户集中、小客户零散的特点。“因为考虑到更多小客户的需求，所以我们在产品销售形式上有所扩容，可以是‘芯片+参考设计方案’的形式，也可以是机芯（摄像头+感光器+主板）的方式，充分满足不同客户的独特需求。”路标表示。