小米自研ISP芯片，為何手機廠商要自研ISP？

ISP技術(shù)將在未來幾年內(nèi)有較大的演進，因此現(xiàn)在是手機廠商開始自研ISP的一個很好時間節(jié)點。

自研ISP與否影響最終圖像質(zhì)量

ISP（Image Signal Processor，圖像處理器）是手機芯片系統(tǒng)中的重要組成部分，負責(zé)圖像處理部分。

具體來說，在手機的照相系統(tǒng)中，圖像傳感器（CIS）負責(zé)提供原始圖像，但和用戶看到的最終圖像相差甚遠，而需要大量的后續(xù)處理，這些處理通常包括自動白平衡、去噪等，而不同的ISP將直接決定最終圖像質(zhì)量。

一般來說，無論是使用自研的ISP還是使用第三方提供的ISP，在使用在手機上的時候都需要經(jīng)過大量的參數(shù)調(diào)整。

通俗來理解就是，ISP 所要做到的就是將“數(shù)字眼睛”的視力水平提高到“人類眼睛”的水平，讓人眼看到數(shù)字圖像時的效果盡可能接近人眼看到實景時的效果。

一顆優(yōu)秀的ISP芯片再加上優(yōu)秀的相機模組才能帶來優(yōu)秀的成像效果。

顯然，如果是手機廠商自研ISP，則可以更好地根據(jù)手機的目標應(yīng)用場景和CIS等來實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計，其最終的圖像質(zhì)量效果往往會好過使用第三方ISP然后再去調(diào)整ISP參數(shù)。

手機廠商自研ISP的最根本原因還是照相系統(tǒng)在手機中是一個極其重要的組成部分，同時拍照質(zhì)量也是決定手機消費者體驗的一個極重要的參數(shù)。

主流手機廠商加入自研ISP行列

隨著智能手機市場的發(fā)展，我們正在看到越來越多的手機廠商在自研ISP。

蘋果和三星一直在使用自研的ISP芯片模組；

谷歌再其Pixel系列手機中也用上了帶有眾多實驗特性的自研ISP；

華為自研ISP早已落地在自己的手機系列中；

此外，近些年來積極開發(fā)芯片的Oppo和Vivo也有消息正在自研ISP。

最近，小米也加入了自研ISP的行列，可見無論是在國外還是國內(nèi)，手機廠商自研ISP正在成為主流。

小米自研算法的澎湃C1正式發(fā)布

此次發(fā)布的澎湃C1，采用了自研ISP＋自研算法，并具備了更精細且更先進的3A處理能力。

澎湃C1具備雙濾波器，能夠進行高低頻并行處理，數(shù)字信號處理效率提升100%。

這讓澎湃C1具備了三大優(yōu)勢：

①能夠?qū)崿F(xiàn)更快且更精準的AF對焦性能，大幅提升暗光、小物件及平坦區(qū)域?qū)鼓芰Γ?/p>

②更精準的AWB白平衡算法，復(fù)雜混合環(huán)境光源精準還原；

③更準確的AE曝光策略，更佳的夜景對比度以及高動態(tài)場景表現(xiàn)。

簡單來理解，就是小米把ISP中關(guān)于對焦、白平衡、曝光的三部分單獨拿出來自己做了提升，并放在了澎湃C1里。

對焦其實一直以來都是安卓手機的一個痛點，澎湃C1的加入，就可以讓手機可以更高效的對焦，隨時都可以拍的清楚。

而曝光方面的提升則是讓相機在不同光線環(huán)境下可以拍的更清楚，白平衡則主要負責(zé)讓相機在不同的燈光環(huán)境下都能呈現(xiàn)出正確的顏色。

有了一個好的硬件基礎(chǔ)，小米自己的算法就可以更好的應(yīng)用。用自己的硬件芯片，加上自己的自研拍照算法，打造世界第一的影像能力，這就是小米澎湃C1芯片最初的目標。

小米目前在全球有5個國際研發(fā)中心，在國內(nèi)還有5個研發(fā)中心，相機的研發(fā)團隊超過1000人，包括幾十人的核心專家團隊。

自研ISP芯片對小米意義

照相卻是大多數(shù)手機用戶最在意的功能，在5G時代，這一趨勢將繼續(xù)得到加強，這也是小米如此重視ISP芯片的原因所在。

對于智能手機廠商而言，能夠手握所有的IP，那自然是最好不過。如若不能，逐步實現(xiàn)單點突破也不失為一種策略。

雖然ISP芯片的重要性不如SoC，但也是智能手機中的關(guān)鍵部分，而且面對其他同行競爭對手時，可出的牌也多了一手。

在小米自研ISP之前，一直采用高通的 ISP 芯片，后者一年一更新，跟不上小米影像進步的速度。

如果小米擁有了自主研發(fā)的ISP，那么就不用顧忌不同品牌芯片的ISP差異，能夠保證不同平臺產(chǎn)品都能擁有接近甚至是相同的成像表現(xiàn)，無形中也降低了人力和研發(fā)的成本。

另外，相比于研發(fā)SoC，研發(fā)ISP的難度相對要低得多，對小米的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)來說更容易勝任。

從長遠來看，小米完全可以從ISP切入，逐步過渡到更多的自研芯片領(lǐng)域，進一步提升芯片的自主化。

小米的自研芯片之路已過七年

2014年，小米開始籌備“自研芯片”。同年，松果電子成立，作為小米全資子公司，主要從事半導(dǎo)體芯片研發(fā)。

彼時小米手機一方面因?qū)＠妥陨砘A(chǔ)不足出海受阻，另一方面又看著蘋果、三星、華為等廠商憑借自研處理器在手機市場遙遙領(lǐng)先，于是在2014年10注冊全資子公司松果電子。

經(jīng)過三年的時間，2017年2月28日，小米正式發(fā)布了自主研發(fā)芯片松果“澎湃S1”和首款搭載該處理器的智能手機小米5c，同時推出了低端機紅米4X。

然而，即使發(fā)布會上澎湃S1的各項性能看起來很不錯，澎湃S1最終的市場反應(yīng)并不佳。最終，小米5C這款手機也更是在短短不到半年的時間就被下架。

2017年，小米成立了湖北小米長江產(chǎn)業(yè)基金，規(guī)模約人民幣120億元，用于支持小米及小米生態(tài)鏈企業(yè)的業(yè)務(wù)拓展，主要投資半導(dǎo)體與智能制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

時隔四年，小米再次推出自研芯片，這一次小米選擇了相比SoC難度更小，但在智能手機紅海大戰(zhàn)中同樣重要的ISP。

獨立ISP會成為移動影像的趨勢嗎

小米 11 Ultra 用上了接近一英寸的大底，倘若后續(xù)沒有光學(xué)突破的話，這已幾乎是物理極限。

而目前的 CMOS 的像素數(shù)也處于軍備競賽的狀態(tài)，應(yīng)該很快就看到智能手機邁入兩億像素的門檻。

在移動影像上，只要物理光學(xué)的鐵律還在，影響最終成像的其實還是傳感器素質(zhì)、ISP 處理能力以及鏡頭素質(zhì)這些傳統(tǒng)的方面，其他的只不過是錦上添花罷了。

于是乎，手機廠商們會定制 CMOS以求獲得更好的成像基礎(chǔ)，去在算法上精進，讓最終成像更為自然，在鏡頭搭配上下功夫，求得適應(yīng)更多的場景。

而獨立 ISP，想要跟上述情形類似成為一大趨勢，現(xiàn)在來看，為時尚早，準確的說應(yīng)該是一個未來的大方向。

ISP仍然存在著較大的技術(shù)壁壘

現(xiàn)在，主要的智能移動設(shè)備的芯片廠商、IP提供商以及智能手機制造商都在推出自己的ISP芯片，但是ISP仍然存在著較大的技術(shù)壁壘。

首先，ISP中大量模塊的算法是相互影響的，其眾多算法需要諸多的調(diào)校工作在其中，這需要大量而長期的經(jīng)驗積累。

其次，作為商用的ISP，需要眾多的新功能模塊，比如X-talk串擾，VSM等模塊的加入，這也增加了ISP的技術(shù)壁壘。

另外，ISP的技術(shù)需要長期積累，需求少、學(xué)習(xí)周期長，人才匱乏。因此ISP人才團隊組建也是一個考驗公司投入力度、技術(shù)積累的剛性條件。

自研芯片這條路從來都不是一件容易的事情，其涉及到資金、技術(shù)、市場等各個方面。

華為麒麟芯片也經(jīng)歷了十幾年才有今天的市場地位，而小米作為芯片新人，澎湃項目更需要一步一腳印去實現(xiàn)。

結(jié)尾：

正如雷軍發(fā)布會上提到：“澎湃C1芯片是小米自研芯片道路的一小步，也是小米影像實力的里程碑，更是小米對于未來科技的熱愛。”

雖然回歸的澎湃C1只是一款獨立ISP芯片，但它承載著小米對技術(shù)的追求和夢想，這條路固然漫長，而如果能堅持積累和研發(fā)，澎湃S1和澎湃C1不會是小米的唯二自研芯片。