智能手機能拍出數(shù)碼單反相機質量的照片嗎？自己判斷...

作者/ Liran Bar CEVA 成像與視覺產品營銷總監(jiān)

摘要：為了使智能手機拍照達到單反相機的效果，可以采用添加DSP的方法來改善ISP的圖像處理。該方法有諸多好處，例如可以提供WRGB到RGB轉換、失真校正、視頻防抖和其他ISP增強功能;還可以實現(xiàn)許多其它功能，顯著提高靜態(tài)圖像和視頻片段的質量，如低光增強、HDR和超分辨率;另外降低了功率等。

　　智能手機幾乎令袖珍照相機銷聲匿跡。一段時間以來，它們甚至要替代專業(yè)相機。早在2012年，《時代》雜志就刊登了用iPhone 4s拍攝的封面，最近一期《體育畫報》封面照片是使用Motorola Z拍攝的，《告示牌雜志》封面是使用iPhone 7 plus拍攝的。隨著智能手機攝像頭的改進，市場已經預見到類似單反相機的圖像和視頻質量以及類似單反相機的功能。但是到目前為止，單反相機在某些情況下仍然是不可取代的。

硬件圖像信號處理器的有限潛力

　　其中最突出的案例之一是在低光條件下拍攝。其主要原因是通用應用處理器(AP)的功能有限，雖然這些AP還配備了硬件圖像信號處理器(ISP)，但是圖像處理不是AP的主要焦點，而是AP必須支持的許多其他功能之一。因此，它們都提供質量還不錯的相機，但不具備最先進的攝影功能。這些解決方案為了保證長續(xù)航時間，在圖像和視頻質量上的能力與單反相機相比則比較有限，如低光、HDR和3A(自動曝光、自動白平衡和自動對焦)。它們也缺乏靈活性來應對不斷發(fā)展的變化和對更高質量的需求，由于它們使用固定的硬件pipiline，這也使得不能即時提供bug修復的更新和高效的實時技術支持。

　　為了提供更好的圖像質量和區(qū)別于競爭對手的優(yōu)勢，OEM需要提供更多的特色。一些公司通過制造自己的芯片組來解決這個問題。例如，小米開發(fā)了自己的AP，包含內置雙ISP。但是，有一個更快且風險更低的解決方案可用來解決上述所有問題，并不需要開發(fā)整個芯片組。即在現(xiàn)有pipiline中嵌入一個靈活而強大的帶有高效矢量處理單元(VPU)的數(shù)字信號處理器 (DSP)。

使用DSP實現(xiàn)高級圖像和視頻質量

　　添加DSP來改善ISP的圖像處理打開了許多功能的大門。它可以提供WRGB到RGB的轉換、失真校正、視頻防抖和其他ISP增強功能。還可以實現(xiàn)許多其它功能，顯著提高靜態(tài)圖像和視頻片段的質量，如低光增強、HDR和超分辨率。使用DSP，所有這一切都以最小的功率實現(xiàn)，以便電池可以持續(xù)為所有智能手機任務供電。DSP解決方案還可以最大限度地提高靈活性，并保留滿足未來需求的能力。

　　DSP可以通過三種不同的配置添加到ISP中。它可以作為配套芯片置于相機模塊內，以執(zhí)行前ISP處理。這支持Bayer patterns、雙攝像頭和寬視角鏡頭(如 180°或 360°)。第二個選擇是添加DSP用于ISP后處理的配套芯片。第三個選擇是將DSP置于ISP內。

將其全部置于SoC中

　　這個可能性已經在Rockchip(瑞芯微)剛剛于 MWC 2017期間推出的新視覺協(xié)處理器RK1608中實現(xiàn)。RK1608采用CEVA-XM4 DSP內核執(zhí)行基于幀的處理，而不是像ISP那樣基于行。因為它專門用于圖像處理，所以性能要比標準AP快得多。它包括多幀去噪功能、預覽和捕獲的鋸齒形HDR、多曝光圖像的 HDR處理、深度圖生成、超分辨率和偽光學變焦等功能。視覺協(xié)處理器的功能不依賴于ISP，因此可以適應任何平臺。

　　今年早些時候在CES 2017推出的ASUS ZenFone 3 Zoom智能手機是市面上已有的一款使用RK1608進行增強攝影的手機。如果有一種手機真正威脅到單反相機，就是它了。該設備被設計為一部相機，就像設計為一部手機一樣?？讖健⑾袼爻叽绾蛡鞲衅鞣謩e是 f/1.7、1.4μm 和 1/2.55。它使用新的SuperPixel相機技術，在夜間或低光環(huán)境下可拍攝更清晰的圖像，并提供比蘋果iPhone 7 Plus 高2.5倍的光敏感度(如圖1和2)。

　　為了演示圖像質量，倫敦的城市攝影師Nicholas Goodden專門使用ASUS Zenphone 3 Zoom拍攝了一系列照片(如圖3)。這些照片于MWC 2017期間在巴塞羅納的W酒店打印并展出。正如攝影師在他的網站上所說，這些令人印象深刻的照片僅在七天內拍攝，其中包括展出的印刷品。

　　但這是專業(yè)的攝影師，對吧?我們希望在受控條件下看到結果。在MWC的CEVA展位，在低光條件 (5 LUX) 下設置了Macbeth Colorchecker，測試不同智能手機(使用自動拍攝模式時)的性能。沒有一部手機接近Zenfone 3 Zoom的圖像質量，包括仍在開發(fā)中并尚未發(fā)布的相機模塊!如圖4和圖5所示。

　　本文來源于《電子產品世界》2017年第8期第24頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。