全新Arm ISP技術(shù)為智能設(shè)備打造更敏銳的數(shù)字眼

Arm宣布推出全新Arm Mali-C52 與Mali-C32圖像信號(hào)處理器（ISP），通過完整的解決方案提供最高的圖像質(zhì)量，應(yīng)對(duì)在智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的、更高圖像質(zhì)量的要求。

在人類五種感官中，視覺是進(jìn)化程度最高、感受最豐富的感官，由200多萬根神經(jīng)纖維將視網(wǎng)膜的信息傳送到大腦。過去數(shù)十年來，數(shù)字世界一直在努力試圖超越我們的視覺處理能力。創(chuàng)建“數(shù)字眼”來處理實(shí)時(shí)的、更高質(zhì)量的圖像，讓觀眾對(duì)環(huán)境有最真實(shí)的感受，這是Arm生態(tài)系統(tǒng)在致力于賦能一萬億臺(tái)互聯(lián)設(shè)備的過程中面臨的眾多挑戰(zhàn)之一。

Arm預(yù)測(cè)，在所有互聯(lián)設(shè)備中，對(duì)具有嵌入式視覺功能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的需求是最高的:
?? ?? ???到2021年，安全(監(jiān)控)和IP攝像機(jī)市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率將達(dá)到20 %，屆時(shí)出貨量有望超過5億臺(tái)；
?? ?? ???個(gè)人機(jī)器人年增長(zhǎng)率達(dá)到75 %，預(yù)計(jì)2021年出貨量將達(dá)到200萬臺(tái)；
?? ?? ???預(yù)計(jì)到2021年，智能家居市場(chǎng)將以每年14 %的速度增長(zhǎng)，規(guī)模將達(dá)8800萬臺(tái)，而無人機(jī)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)( AR)/混合現(xiàn)實(shí)( MR )設(shè)備和運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)等其它設(shè)備，正在從新興產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娀a(chǎn)品。

將感知轉(zhuǎn)化為像素

上述設(shè)備所采用的圖像技術(shù)中，嵌入于設(shè)備中的ISP技術(shù)是其中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這些受到諸多限制的設(shè)備中，ISP的關(guān)鍵功能是在從圖像傳感器提取數(shù)據(jù)并處理每個(gè)像素時(shí)，提供最準(zhǔn)確、最高質(zhì)量的圖像，而這一關(guān)鍵功能在涉及機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)應(yīng)用時(shí)尤為重要。全新Arm Mali-C52和Mali-C32處理每個(gè)像素時(shí)會(huì)進(jìn)行超過25個(gè)步驟，其中三個(gè)關(guān)鍵步驟對(duì)圖像輸出質(zhì)量起到了決定性的影響，包括高動(dòng)態(tài)范圍( HDR )、降噪以及色彩管理。通過整合Arm市場(chǎng)領(lǐng)先的Iridix技術(shù)與行業(yè)領(lǐng)先的其他降噪及色彩管理算法，Mali-C52與Mali-C32所配備的ISP技術(shù)能夠在高分辨率和實(shí)時(shí)處理(例如4k分辨率及60fps幀率)的條件下，實(shí)現(xiàn)上述三項(xiàng)關(guān)鍵處理步驟。

高動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)絕不遺漏任何圖像細(xì)節(jié)

最能凸顯高動(dòng)態(tài)范圍( HDR )功能必要性的情景，就是自安裝在明亮室外環(huán)境中的聯(lián)網(wǎng)安防攝像機(jī)中獲取圖像輸出。在這一場(chǎng)景中，圖像輸出往往面臨著同時(shí)處理較明亮部分與較深陰影部分的情況。雖然人眼可以自然地感知這些環(huán)境中的對(duì)比度，但數(shù)字傳感器通常需要多次曝光才能獲取場(chǎng)景準(zhǔn)確的圖像信息。為真實(shí)呈現(xiàn)HDR場(chǎng)景，圖像技術(shù)要求達(dá)到每像素20或24位精度，但是數(shù)字系統(tǒng)顯示技術(shù)通常為8位或10位，從而限制了系統(tǒng)能夠處理的數(shù)據(jù)量。這也意味著ISP之后所整合的任何計(jì)算機(jī)視覺引擎都將被限制在8到10位精度范圍內(nèi)。在這種情況下，ISP需要在更高的位深度處理HDR數(shù)據(jù)，然后對(duì)其進(jìn)行壓縮并進(jìn)一步利用。如果動(dòng)態(tài)范圍管理不當(dāng)，陰影中的細(xì)節(jié)則會(huì)丟失。

全新Mali ISP采用Arm的動(dòng)態(tài)范圍管理和色調(diào)映射技術(shù)， 能夠幫助用戶克服設(shè)備限制，并獲取經(jīng)過加強(qiáng)的陰影細(xì)節(jié)，而完全無需額外修編或調(diào)整圖像的明亮度。
?

完整且靈活的解決方案，加快產(chǎn)品上市速度

Mali-C52可針對(duì)圖像質(zhì)量和芯片面積這兩種不同優(yōu)化方向進(jìn)行配置。這種靈活性允許芯片合作伙伴在一系列產(chǎn)品和應(yīng)用場(chǎng)景中使用相同的IP和軟件。Mali-C32則專門針對(duì)低功耗、成本敏感的嵌入式視覺設(shè)備進(jìn)行了芯片面積的優(yōu)化，如入門級(jí)門禁或民用業(yè)余級(jí)無人機(jī)。

這兩個(gè)ISP均為完整解決方案，其中Arm提供硬件IP以及ISP軟件驅(qū)動(dòng)程序，包括3A庫(自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)對(duì)焦)以及校準(zhǔn)與調(diào)校工具。其功能和優(yōu)勢(shì)包括：
?? ?? ???更高的ISP圖像質(zhì)量: Iridix技術(shù)能夠提供適配人類視網(wǎng)膜級(jí)別對(duì)比度的精確模型，使攝像機(jī)能夠像人眼一樣識(shí)別高明暗對(duì)比的圖像。
?? ?? ???ISP每秒可以處理6億像素，實(shí)現(xiàn)更高性能，這項(xiàng)關(guān)鍵功能意味著可以以高端智能手機(jī)級(jí)別的幀頻拍出專業(yè)級(jí)的攝影質(zhì)量(如DSLR)。
?? ?? ???用于控制ISP、傳感器、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)對(duì)焦和自動(dòng)曝光的完整軟件包。另外還提供裸機(jī)和Linux ( Video4Linux框架- v4L2 )軟件。
?? ?? ???靈活的調(diào)校：使用一整套調(diào)校和校準(zhǔn)工具進(jìn)行客觀和主觀的調(diào)校。還提供專門的調(diào)校培訓(xùn)課程，以及針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)景和傳感器的定制調(diào)校支持。

1萬億臺(tái)設(shè)備需要敏銳的數(shù)字眼

Arm的愿景是賦能一萬億臺(tái)需要視覺功能的設(shè)備。具體來說，要實(shí)現(xiàn)一萬億聯(lián)網(wǎng)設(shè)備世界的愿景，需要為其中很多設(shè)備提供更敏銳的數(shù)字眼來觀察和感知周圍環(huán)境，以便為機(jī)器和人類提供可靠的信息來源。這一切都始于實(shí)現(xiàn)盡可能高的圖像質(zhì)量，Arm全新推出的Mali ISP正是為此而生。