隨著魅族MX3高調宣布其手機相機配置了獨立的富士通四通道圖像信號處理器（ISP）以來，富士通半導體及其旗下Milbeaut圖像信號處理器產品逐漸從幕后走向前臺，為更多的工程師和手機用戶所熟悉。事實上，在公開的資料中，魅族MX3、OPPO u like、三星GALAXY Note II、GALAXY Zoom等國內和國際領先智能手機品牌廠商都公開宣稱其手機相機采用了富士通半導體公司的系列圖像信號處理器。

    近日，在深圳舉辦的“2014產業(yè)與技術展望媒體研討會”上，富士通半導體公司首次針對中國部分媒體編輯及記者發(fā)表了“圖像信號處理器如何改善相機圖像質量”的主題技術演講。富士通半導體公司市場部高級經理沈弘人向與會業(yè)界媒體人士進行了近一個小時的深度分享和交流。

    浮出水面的手機相機“幕后英雄”

    “其實，富士通半導體的Milbeaut 圖像信號處理器在數(shù)碼相機中的應用已經有十多年的歷史，在專業(yè)的單反相機中，超過80%的ISP基于Milbeaut，全球主要的數(shù)碼相機廠商幾乎都是富士通半導體的客戶。”沈弘人表示。據(jù)他透露，富士通半導體是目前全球唯一一家能同時提供單反相機、卡片式數(shù)碼相機和手機相機圖像信號處理器解決方案的公司。

    “富士通在過去很少宣傳其相機ISP產品和技術，主要是因為全球數(shù)碼相機的廠商集中度非常高。”沈弘人指出。近年來，隨著智能手機的數(shù)碼相機功能日益強大，特別是當分辨率超過5M像素后，手機相機替代卡片式相機的趨勢日益增強，獨立ISP解決方案獲得越來越多的手機廠商青睞。“富士通半導體的Milbeaut系列數(shù)碼相機解決方案繼承了豐富的單反相機、卡片式數(shù)碼相機上的圖像處理技術和經驗，可以彌補這些眾多的手機廠商所欠缺的數(shù)碼相機研發(fā)能力。”沈弘人說道。

沈弘人首次次面向國內媒體發(fā)表手機相機ISP解決方案主題演講

   據(jù)沈弘人介紹，富士通Milbeaut圖像處理器產品線面對的主要市場包括三塊——數(shù)碼單反相機（DSL-R）、卡片式數(shù)碼相機和手機相機，而在單反數(shù)碼相機和卡片式數(shù)碼相機上十多年的方案研發(fā)和服務廠商的經驗無疑是在手機相機ISP市場競爭的利器。據(jù)悉，富士通第三代Milbeaut Mobile ISP就率先采用了多種在數(shù)碼相機中成功應用的功能，如靜態(tài)圖像拍照的連續(xù)自動對焦、人臉識別；第六代Milbeaut Mobile ISP就采用了傳統(tǒng)數(shù)碼相機幾乎所有的功能，而且還具有高清視頻（1920x1080像素）連續(xù)自動對焦，等等。

    為10%~15%的圖像改善而努力

    世界正在進入移動互聯(lián)時代，智能手機正在承載幾乎所有的移動互聯(lián)夢想，而數(shù)碼相機功能讓這個夢想的機器增添了無限的色彩。手機相機功能從五百萬像素、八百萬像素，到今天部分高端手機1300萬像素、1600萬像素甚至2000萬像素以上。“不僅是像素的快速增加，手機數(shù)碼相機正在面臨快速的技術進步。”沈弘人指出。就光學系統(tǒng)模塊而言，他總結了近年來的幾大現(xiàn)狀與趨勢：

    鏡頭傳感器尺寸從1/3’’到½.5” 以及1/1.8”，不斷增大的鏡頭尺寸可以獲得更大光圈；

    鏡頭組從以前的4組增加都5組，但是這樣帶來的后果是攝像頭部件加重，影響自動對焦；

    像素尺寸越來越小，從1.4um發(fā)展到1.12um，以及0.8um；

    自動對焦模塊向VCM閉環(huán)、MEMS或者相位檢測被動型自動調焦系統(tǒng)發(fā)展；

    零延時拍攝（ZSL）要求，傳感器必須以更高的幀率輸出全分辨率的圖像，需要更高的MIPI（移動行業(yè)處理器接口）；

    …………

富士通半導體ISP解決方案瞄準中、高端手機相機應用需求

    “這些發(fā)展趨勢給圖像信號處理器解決方案的設計以及最終的手機相機功能的調校帶來越來越高的挑戰(zhàn)。”沈弘人指出，“很明顯，像素尺寸的縮小必然會降低單位像素捕獲的光子數(shù)量，這會影響獲得的圖像數(shù)據(jù)質量，必然會對后續(xù)的圖像處理帶來挑戰(zhàn)。”據(jù)他透露，通常手機圖像信號處理器能帶來的圖像質量改善空間大概是10%~15%，而圖像傳感器光學模塊的這些發(fā)展趨勢對原有的圖像處理技術和方法帶來新的難題，必須改進原來的圖像處理算法，甚至尋找新的圖像處理解決方案。

    沈弘人向大家分享了富士通半導體當前針對高端手機相機的ISP解決方案之一——M-10MO產品線的一些領先特性：可實現(xiàn)13Mpix@30fps零延時拍攝；低功耗——在13Mpix@30fps零延時拍照模式下約280mW；可實現(xiàn)每秒120幀的全高清（Full HD）視頻拍攝；可支持每秒30幀的全高清視頻拍攝的同時，實現(xiàn)每秒3幀1300萬像素的照片拍攝……據(jù)沈弘人透露，該方案已經在部分一線高端手機中獲得成功應用。

    手機相機ISP，定制化設計是王道

    如何實現(xiàn)最佳的手機相機拍攝效果？沈弘人在演講中給出了幾組對比照片。下圖是相同場景手機相機拍攝的照片對比圖，左面最下面是富士通半導體ISP出來的標準圖像，但是經過不同手機廠商處理后，產生了不同的效果——如VIVO手機提升了對比度，Sugar手機則偏冷色一些，而蘋果iPhone則追求自然的效果。

不同手機廠商對圖像品質有不同的傾向性，定制化的設計結果實現(xiàn)產品性能差異化

    “對相機的圖像效果要求很多時候是因人而異的，不同的手機廠商在對圖像信號處理解決方案的要求上會有不同的側重甚至傾向性，因此圖像信號處理器解決方案并不是標準化的產品，而是需要根據(jù)廠商的差異化需求進行定制化設計和復雜的調校工作。”沈弘人表示。事實上，用戶對相機功能的要求本身就非常復雜，因此定制化的設計適合廠商滿足不同市場定位的需求。

    認真研究市場在售的智能手機在宣傳其手機相機賣點的時候，都可以看到各自強調其產品差異化特性。例如，您可以看到魅族MX3強調其每秒20張快速拍照能力以及零延時拍照技術，美圖手機前置相機超強降噪功能，OPPO U2S強調其弱光下的拍照畫質……“這都不是廣告語，背后是實實在在的技術干貨，他們的研發(fā)人員與我們的技術團隊就圖像質量調校方面進行了非常深入細致的合作，里面有我們雙方的Knowhow。”沈弘人笑著指出。

    沈弘人強調了富士通半導體相機圖像處理器解決方案的高度可定制化——硬件和固件可根據(jù)客戶需求配置，解決方案可以根據(jù)客戶的傳感器模塊充分調校。“這種定制化的設計需求也是富士通半導體公司圖像信號處理解決方案獲得眾多手機廠商青睞的原因吧。”沈弘人說道，“定制化設計需要強大的設計服務能力，需要非常專業(yè)的Knowhow支持以及強大的設計支持團隊，而這是我們的獨特優(yōu)勢。”

    針對與會媒體人士提出的應用處理器集成ISP功能的對富士通半導體傳統(tǒng)獨立ISP提供商的挑戰(zhàn)，沈弘人也以同樣的理由并不看好。“手機廠商需要的是能實現(xiàn)獨特賣點的、實現(xiàn)定制化的差異化解決方案，而不是一個me too的設計，而這對于傳統(tǒng)AP廠商來說很難做到。攝像頭是一個十分個性化的產品，絕不是一個標準化的產品。”他強調。

    事實上，從另一方面來看，目前手機相機的圖像處理需求已經達到很高的水平，采用應用處理器來處理數(shù)量龐大的圖像數(shù)據(jù)，對處理器的功耗水平具有很大的挑戰(zhàn)，而獨立、專業(yè)的硬件圖像處理器在更高的處理能力下，功耗水平可以更低，這也迎合了用戶要求手機具有更長待機時間的低功耗需求。“未來我們還可能利用40nm、20nm及更先進的工藝技術實現(xiàn)更低的功耗。目前我們的M10MO圖像信號處理器在1080P@30FPS下的平均功耗約280mW，這已經是業(yè)界很低的水平。”沈弘人表示。<