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随着魅族MX3高调宣布其手机相机配置了独立的富士通四通道图像信号处理器(ISP)以来，富士通半导体及其旗下的Milbeaut图像信号处理器产品逐渐从幕后走向前台，为更多的工程师和手机用户所熟悉。事实上，在公开的资料中，魅族MX3、OPPO u like、三星GALAXY Note II、GALAXY Zoom等许多领先智能手机品牌厂商都公开宣称其手机相机采用了富士通半导体公司的系列图像信号处理器。
手机相机的“幕后英雄”
“其实Milbeaut图像信号处理器在数码相机中的应用已经拥有超过十多年的历史了，在专业的单反相机中，超过80%的ISP基于Milbeaut图像信号处理器，全球主要的数码相机厂商几乎都是我们的客户。”富士通半导体公司市场部高级经理沈弘人近日在深圳举办的“2014产业与技术展望媒体研讨会”上透露道。据他介绍，富士通半导体是目前全球唯一一家能同时提供单反相机、卡片式数码相机和手机相机图像信号处理器解决方案的公司。
富士通过去很少宣传其相机ISP产品和技术，主要是因为全球数码相机厂商集中度非常高，不过近年来随着智能手机的数码相机功能日益强大，特别是当分辨率超过500万像素后，手机相机替代卡片式相机的趋势日益增强，独立ISP解决方案获得越来越多的手机厂商青睐。“Milbeaut系列数码相机解决方案继承了单反相机、卡片式数码相机上的图像处理技术和经验，可以弥补这些众多手机厂商所欠缺的数码相机研发能力。”沈弘人说道。
据他介绍，富士通Milbeaut图像处理器产品线面对的主要市场包括数码单反相机、卡片式数码相机和手机，而在单反数码相机和卡片式数码相机上十多年的方案研发和服务厂商的经验无疑是其在手机相机ISP市场竞争的利器。据悉，该公司第三代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；而第六代产品几乎采用了传统数码相机所有的功能，并且还具有高清视频(1920×1080像素)连续自动对焦等等。
为15%的图像改善而努力
世界正在进入移动互联时代，智能手机承载了几乎所有的移动互联梦想，而数码相机功能让这个梦想的机器增添了无限的色彩。手机相机从500万像素、800万像素，发展到今天部分高端手机1,300万像素、1,600万像素甚至2,000万像素以上。“不仅是像素的快速增加，手机相机正面临着快速的技术进步。”沈弘人指出。
就光学系统模块而言，他总结了近年来几大发展趋势：
1.镜头传感器尺寸从1/3”到1/2.5”以及1/1.8”，不断增大的镜头尺寸可以获得更高分辨率；
2. 镜头组从以前的4组增加到5组，但是这样带来的后果是摄像头部件加重，影响自动对焦；
3. 像素尺寸越来越小，从1.4μm发展到1.12μm，以及0.8μm；
4. 自动对焦模块向VCM闭环、MEMS或者相位检测被动型自动调焦系统发展；
5. 零延时拍摄(ZSL)要求使得传感器必须以更高的帧率输出全分辨率的图像，需要更高的MIPI速率。
“这些发展趋势给图像信号处理器解决方案的设计以及最终的手机相机功能的调校带来越来越高的挑战，”沈弘人说道。“很明显，像素尺寸的缩小必然会降低单位像素捕获的光子数量，这会影响获得的图像数据质量，给后续的图像处理带来挑战。”据他透露，通常手机图像信号处理器能带来的图像质量改善空间大概是10%~15%，而图像传感器光学模块的这些发展趋势给原有的图像处理技术和方法带来了新的难题，因此必须改进原来的图像处理算法，甚至寻找新的图像处理解决方案。
据沈弘人介绍，富士通半导体当前针对高端手机相机的ISP解决方案之一—M-10MO，其特性包括可实现13Mpix@30fps零延时拍摄、低功耗(在13Mpix@30fps零延时拍照模式下约280mW)、可实现每秒120帧的全高清(Full HD)视频拍摄、可支持每秒30帧的全高清视频拍摄的同时实现每秒3帧1,300万像素的照片拍摄等等，他透露该方案已经在部分一线高端手机中获得了成功应用。
手机相机ISP，定制化设计才是王道
如何实现最佳的手机拍摄效果？众所周知，通过不同手机拍摄的相同场景的照片效果是不一样的，如VIVO手机相机会提升对比度，Sugar手机相机拍出来的照片则偏冷色一些，而苹果iPhone的相机则追求自然的效果。
“对相机图像效果的要求很多时候是因人而异的，不同品牌的手机厂商在对图像信号处理解决方案的要求上会有不同的侧重甚至倾向性，因此图像信号处理器解决方案并不是标准化的产品，而是需要根据厂商的差异化需求进行定制化设计和复杂的调校工作。”沈弘人表示。事实上，用户对相机功能的要求本身就非常复杂，每个用户的需求不同，因此定制化的设计适合厂商满足不同市场定位的需求。
如果我们认真研究市场在售的智能手机宣传的手机相机卖点，就可以看到各自强调其产品差异化特性，如魅族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……“这都不是广告语，背后是实实在在的技术干货，他们的研发人员与我们的技术团队就图像质量调校方面进行了非常深入细致的合作，里面有我们双方的Knowhow。”沈弘人笑着指出。
富士通半导体的相机图像处理器解决方案具有高度可定制化特性，硬件和固件可根据客户需求配置，解决方案针对客户传感器模块充分调校。“这种定制化的设计需求也是我们的图像信号处理解决方案获得众多手机厂商青睐的原因吧。”沈弘人说道，“定制化设计需要强大的设计服务能力，需要非常专业的技术诀窍支持以及强大的设计支持团队，而这是我们的独特优势。”
尽管有观点认为未来应用处理器可能集成ISP功能而会对独立ISP提出挑战，但沈弘人对此并不担心。“手机厂商需要的是能实现独特卖点、定制化、差异化的解决方案，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。”他强调道。
事实上，从另一方面来看，目前手机相机的图像处理需求已经达到了很高的水平，采用应用处理器来处理数量庞大的图像数据对处理器的功耗提出了很大的挑战，而独立、专业的硬件图像处理器在拥有更高的处理能力下，功耗水平可以更低，这也迎合了用户要求手机具有更长待机时间的低功耗需求。“未来我们还可能利用40nm、20nm及更先进的工艺技术实现更低的功耗。目前我们的M10MO图像信号处理器在1080P@30FPS下的平均功耗约280mW，这已经是业界很低的功耗值了。”沈弘人表示。
