國內(nèi)廠商,去搞AI ISP芯片了
最近,有消息稱字節(jié)在研某款 AI 智能眼鏡正在考慮采用恒玄 2800 + 研極微的 ISP 芯片方案(但這不代表是最終方案)。
本文引用地址:http://2s4d.com/article/202503/468490.htm對于 AI 眼鏡來說,SoC 的選擇往往決定了產(chǎn)品的體驗上限,比如 Meta-Rayban 采用的是高通 AR1 的芯片方案。但實際上,為了滿足 AI 智能眼鏡拍攝的功能需求,則還需要外掛一塊 ISP 芯片。
其實,越來越多的廠商在開卷 ISP 芯片,并且在 AI 的需求下,很多芯片企業(yè)開始推出 AI ISP 芯片。
ISP 芯片,開始被重視
ISP 芯片不是一個新鮮事物。
ISP 是 Image Signal Processor 的簡稱,即圖像信號處理器。主要用于對圖像傳感器采集到的原始圖像信號進行處理。
在圖像處理這塊,大家更熟知的是 CMOS 圖像傳感器。CIS 芯片功能相當于人類的視網(wǎng)膜,用來捕捉光線。而 ISP,相當于大腦皮層中對應視覺處理的那一部分,用于處理圖像。CIS 和 ISP 湊在一起完成視覺感知的任務。
2021 年有一陣手機廠商自研芯片潮,都不約而同的選擇了 ISP 芯片。
vivo 在 2021 年 9 月推出了自研獨立 ISP 芯片 V1,到目前已經(jīng)推出了三代 ISP 芯片;小米推出了 ISP 澎湃 C1,與小米 MIX FOLD 折疊屏手機同時發(fā)布。
都選擇自研 ISP 芯片,正是因為 ISP 對于圖像改善的影響非常大。在同等 CMOS 的條件下,好的 ISP 芯片對圖像質(zhì)量的改善空間可達 10%~15%。
ISP 芯片越來越被重視,與 AI 硬件的發(fā)展,尤其是 AI 眼鏡離不開關(guān)系。
需要了解的是,ISP 芯片分為集成和獨立兩種。集成 ISP 是指將 ISP 集成在 SoC 處理器中,比如高通驍龍系列、英偉達 Tegra 系列處理器內(nèi)部都集成有 ISP 芯片。
獨立 ISP 芯片則是獨立于 SoC 處理器而存在的,也就是外掛形式。雖然成本更高,但優(yōu)勢明顯。除了運算能力、成像質(zhì)量更優(yōu)秀外,因 ISP 帶有可編程性,一般的獨立 ISP 芯片都是手機商向 ISP 提供商定制的,所以與相機其他組件的契合度更佳,成像也有屬于自己的特色。
前文提到 AI 眼鏡中,使用最多的是高通 AR1 芯片,其早就已經(jīng)實現(xiàn)手機級別的 ISP。從已經(jīng)流出的產(chǎn)品配置信息來看,小米 AI 眼鏡也是采用驍龍 AR1 雙 ISP 芯片+索尼 IMX681 傳感器的組合。
但高通 AR1 芯片的價格還是太高了?,F(xiàn)在,廠商在評估 AI 眼鏡時,以恒玄為代表的 MCU 外加 MTK 或 ISP 也是一個不錯的方案。外掛 ISP 芯片的方案,相比于高通 AR1 芯片具備高性價比,低功耗長續(xù)航的特點。
并且,XR Vision Pro 報道,調(diào)校 ISP 芯片也可以達到接近于高通 AR1 實現(xiàn)的拍攝效果,該方案的成本是高通 AR1 芯片方案的幾分之一,整體 AI 智能眼鏡的 BOM 成本可以控制在千元以內(nèi),產(chǎn)品零售價可以做到 1500 以內(nèi)。
影目科技 X 系列和閃極 AI「拍拍鏡」AI 眼鏡都搭載了紫光展銳 W517 芯片;雷神科技的 AI 眼鏡采用了多種技術(shù)路線,其中也包括 MCU 級 SoC+ISP 方案等。整體來看,MCU 級 SoC+ISP 方案可能更受到一些新興廠商青睞。
一位熟悉產(chǎn)業(yè)鏈上下游的投資人透露,預計今年年底恒玄會推出主控芯片加上 ISP 集成的 SoC,這套方案的價格更便宜,功耗也能控制得更好,會比 AR1 更適合用在 AI 眼鏡上,華為就在等這套方案。
都有誰在做 ISP 芯片?
帶上鏡頭的 AI 眼鏡,需要大量的圖片計算,所有這也是 ISP 暴漲的主要原因。
我們細數(shù)國內(nèi) ISP 企業(yè),各家有各家的看點。
先看海思,海思的芯片實力很強,一般做的是集成 ISP。從麒麟 950 開始,海思的 SoC 芯片中開始集成自研的 ISP 模塊。以 Hi3559A 為例,我們可以看一下其 ISP 整體的結(jié)構(gòu)。
3559A 是一個通用 ISP,所以功能很全,如果用 FPGA 去實現(xiàn)這些,估計沒有幾個能做出來,ISP 的特殊點就是針對不同的鏡頭、環(huán)境、Sensor 等不同去調(diào)整需要實現(xiàn)的算法。
在 ISP 芯片方面,因為智能手機對于成像要求越來越高,高通和聯(lián)發(fā)科的 ISP 實力也是很強的。國內(nèi)有一家企業(yè)與聯(lián)發(fā)科關(guān)系匪淺,專門做的是 ISP 芯片,那就是星宸科技。
星宸科技的 ISP 芯片廣泛應用于智能安防、智能車載、視頻對講等領域,其產(chǎn)品線豐富,涵蓋了 IPC SoC(網(wǎng)絡攝像機芯片)、NVR SoC(網(wǎng)絡視頻錄像機芯片)以及 USB 視頻會議攝像頭芯片等。
星宸科技的第一大股東是 SigmaStar,而 SigmaStar 由聯(lián)發(fā)科間接持股 100%。因此,星宸科技的控股股東是聯(lián)發(fā)科。雖然聯(lián)發(fā)科已明確表示不謀求星宸科技的控制權(quán),但是星宸科技的多名管理層及核心技術(shù)人員出自聯(lián)發(fā)科系統(tǒng),例如董事陳恒真、監(jiān)事蔡秉憲等曾在聯(lián)發(fā)科任職。
現(xiàn)在星宸科技在智能眼鏡里的進展也很快,據(jù)了解,其智能眼鏡芯片 SSC309QL 正與多家品牌客戶對接測試,集成了自研的 ISP 4.0 及 NPU,在視覺處理和各類多態(tài)大模型的適配上提升比較大。
富瀚微的 ISP 產(chǎn)品主要應用在安防監(jiān)控、車載攝像頭等。CES2025 上發(fā)布了智能眼鏡芯片 MC6350。其中集成了富瀚微自研的 AI ISP,在暗光下表現(xiàn)不錯,解決目前主流智能眼鏡產(chǎn)品在暗光下拍攝效果不佳的問題。
當然也有前文提到的恒玄科技,恒玄科技ISP 芯片主要特點是能夠與音頻處理技術(shù)緊密結(jié)合,其在研智能眼鏡專用 SoC 項目,主打單芯片集成低功耗 ISP 技術(shù)。
擅長暗光環(huán)境的 AI ISP 興起
AI ISP 的核心在于,將人工智能算法與 ISP 技術(shù)深度融合。
通過集成深度學習、機器學習等 AI 算法,AI ISP 能夠?qū)崿F(xiàn)對圖像內(nèi)容的智能分析和處理,如物體識別、人臉檢測、場景分類等。
AI ISP 的市場還是很大的。據(jù)市場研究機構(gòu)預測,全球 ISP 芯片市場銷售額將從 2023 年的 6.65 億美元增長至 2030 年的 10.2 億美元,年復合增長率達到 6.4%。
目前來看,AI ISP 的應用更多的是在低光成像(AINR)方面。AI ISP 能夠?qū)崿F(xiàn)在信噪比(SNR)上 6~12dB 的顯著提升。當同等硬件條件下,AI-ISP 與傳統(tǒng) ISP 的比較顯示,AI-ISP 不僅提高了畫質(zhì)性能,而且在成本效益上也表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。
AI ISP 的結(jié)合是有企業(yè)走在前面的,華為海思 2021 年就推出了「越影 AI ISP」,把傳統(tǒng) ISP 技術(shù)與 AI 深度學習相結(jié)合,相比上一代旗艦 ISP,低照場景下的圖像信噪比提升了 4 倍。
全志科技在財報中表示,在視覺類應用的低光場景下,為解決低光拍攝和錄制問題,研發(fā)了全新一代 AI-ISP 降噪算法,配合深度優(yōu)化的軟件,實現(xiàn) AI 降噪功能的高效運行,并在相同信噪比情況下,實現(xiàn) 2~4 倍感光度提升,同時搭配了人臉檢測、人形偵測、人臉識別、人形追蹤等檢測類和識別算法應用,在客戶的產(chǎn)品上實現(xiàn)了量產(chǎn)落地。
全志科技的 AI ISP 技術(shù)已經(jīng)應用于其多款芯片產(chǎn)品中,如高集成視覺 SoC、智慧視覺處理器等。這些產(chǎn)品廣泛應用于智能電視、智能安防、智能車載等多個領域,為用戶提供高質(zhì)量的圖像處理體驗。
國科微新一代 4K AI 視覺處理芯片 GK7606V1 系列,也是搭載的自研 AI ISP。測試結(jié)果顯示,國科微 AI ISP 技術(shù)能夠極低照度的黑光場景下,對圖像進行全方位的優(yōu)化和增強,使得圖像更加清晰、細膩,色彩更加生動飽和。
愛芯元智此前也公布了其 AI-ISP 技術(shù),并將其命名為「愛芯智眸」。愛芯元智公司的 AI ISP 采用了混合精度、存算一體的架構(gòu)設計,使得在有限的功耗下仍能達到高算力。與傳統(tǒng)圖像處理相比,AI ISP 能夠?qū)崿F(xiàn)多種算法并行工作,尤其在去噪、差值和銳化等方面的表現(xiàn)更加自然、問題更少。
飛凌微(思特威子公司)發(fā)布的 AIoT 應用系列首款高性能端側(cè)視覺AI SoC 芯片 A1,其中也集成自研的 AI ISP 部分,覆蓋 0.3MP 至 8MP 分辨率。其優(yōu)點在于:高性能暗光降噪和圖像增強算法、最多 3 幀 HDR 合成、高分辨率 RGB-IR 圖像處理等。
結(jié)語
隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,AI ISP 芯片正逐漸成為國內(nèi)芯片廠商的新焦點。
從華為海思的「越影 AI ISP」到愛芯元智的「愛芯智眸」,再到國科微的 4K AI 視覺處理芯片。AI ISP 芯片在智能手機、安防監(jiān)控、智能駕駛等領域展現(xiàn)出強大的性能和應用潛力。
雖然當前的 AI-ISP 技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了顯著的進步,不斷推高了畫質(zhì)處理的邊界,但用戶對畫質(zhì)的渴望似乎總是無窮無盡的。特別是在經(jīng)濟因素的影響下,基于卷積網(wǎng)絡的 AI-ISP 技術(shù)仍未能完全滿足所有客戶的多樣化需求。
特別是那些非技術(shù)領域的消費者,他們對 AI 技術(shù)抱有更高的期望,希望它能帶來質(zhì)的飛躍和更為顯著的畫質(zhì)提升,這也反映了大眾對于新技術(shù)盛大承諾的渴望和好奇心。
展望未來,AI-ISP 技術(shù)發(fā)展面臨三點潛在的機遇:第一,用戶對畫質(zhì)的不斷追求,意味著對更高標準的 AI-ISP 解決方案有持續(xù)的需求。第二,隨著相關(guān)技術(shù)領域的進步,比如 AR,VR,顯示技術(shù),自動駕駛等,將會帶來新的畫質(zhì)上限提升需求,促進 AI-ISP 技術(shù)的進一步革新。第三,AI-ISP 所引領的技術(shù)難度降低和成本的下降,可能為更廣泛的應用提供了可能性,從而開拓新的市場和應用場景。
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