智能手机能拍出数码单反相机质量的照片吗？自己判断...

作者/ Liran Bar CEVA 成像与视觉产品营销总监

摘要：为了使智能手机拍照达到单反相机的效果，可以采用添加DSP的方法来改善ISP的图像处理。该方法有诸多好处，例如可以提供WRGB到RGB转换、失真校正、视频防抖和其他ISP增强功能;还可以实现许多其它功能，显著提高静态图像和视频片段的质量，如低光增强、HDR和超分辨率;另外降低了功率等。

　　智能手机几乎令袖珍照相机销声匿迹。一段时间以来，它们甚至要替代专业相机。早在2012年，《时代》杂志就刊登了用iPhone 4s拍摄的封面，最近一期《体育画报》封面照片是使用Motorola Z拍摄的，《告示牌杂志》封面是使用iPhone 7 plus拍摄的。随着智能手机摄像头的改进，市场已经预见到类似单反相机的图像和视频质量以及类似单反相机的功能。但是到目前为止，单反相机在某些情况下仍然是不可取代的。

硬件图像信号处理器的有限潜力

　　其中最突出的案例之一是在低光条件下拍摄。其主要原因是通用应用处理器(AP)的功能有限，虽然这些AP还配备了硬件图像信号处理器(ISP)，但是图像处理不是AP的主要焦点，而是AP必须支持的许多其他功能之一。因此，它们都提供质量还不错的相机，但不具备最先进的摄影功能。这些解决方案为了保证长续航时间，在图像和视频质量上的能力与单反相机相比则比较有限，如低光、HDR和3A(自动曝光、自动白平衡和自动对焦)。它们也缺乏灵活性来应对不断发展的变化和对更高质量的需求，由于它们使用固定的硬件pipiline，这也使得不能即时提供bug修复的更新和高效的实时技术支持。

　　为了提供更好的图像质量和区别于竞争对手的优势，OEM需要提供更多的特色。一些公司通过制造自己的芯片组来解决这个问题。例如，小米开发了自己的AP，包含内置双ISP。但是，有一个更快且风险更低的解决方案可用来解决上述所有问题，并不需要开发整个芯片组。即在现有pipiline中嵌入一个灵活而强大的带有高效矢量处理单元(VPU)的数字信号处理器 (DSP)。

使用DSP实现高级图像和视频质量

　　添加DSP来改善ISP的图像处理打开了许多功能的大门。它可以提供WRGB到RGB的转换、失真校正、视频防抖和其他ISP增强功能。还可以实现许多其它功能，显著提高静态图像和视频片段的质量，如低光增强、HDR和超分辨率。使用DSP，所有这一切都以最小的功率实现，以便电池可以持续为所有智能手机任务供电。DSP解决方案还可以最大限度地提高灵活性，并保留满足未来需求的能力。

　　DSP可以通过三种不同的配置添加到ISP中。它可以作为配套芯片置于相机模块内，以执行前ISP处理。这支持Bayer patterns、双摄像头和宽视角镜头(如 180°或 360°)。第二个选择是添加DSP用于ISP后处理的配套芯片。第三个选择是将DSP置于ISP内。

将其全部置于SoC中

　　这个可能性已经在Rockchip(瑞芯微)刚刚于 MWC 2017期间推出的新视觉协处理器RK1608中实现。RK1608采用CEVA-XM4 DSP内核执行基于帧的处理，而不是像ISP那样基于行。因为它专门用于图像处理，所以性能要比标准AP快得多。它包括多帧去噪功能、预览和捕获的锯齿形HDR、多曝光图像的 HDR处理、深度图生成、超分辨率和伪光学变焦等功能。视觉协处理器的功能不依赖于ISP，因此可以适应任何平台。

　　今年早些时候在CES 2017推出的ASUS ZenFone 3 Zoom智能手机是市面上已有的一款使用RK1608进行增强摄影的手机。如果有一种手机真正威胁到单反相机，就是它了。该设备被设计为一部相机，就像设计为一部手机一样。孔径、像素尺寸和传感器分别是 f/1.7、1.4µm 和 1/2.55。它使用新的SuperPixel相机技术，在夜间或低光环境下可拍摄更清晰的图像，并提供比苹果iPhone 7 Plus 高2.5倍的光敏感度(如图1和2)。

　　为了演示图像质量，伦敦的城市摄影师Nicholas Goodden专门使用ASUS Zenphone 3 Zoom拍摄了一系列照片(如图3)。这些照片于MWC 2017期间在巴塞罗纳的W酒店打印并展出。正如摄影师在他的网站上所说，这些令人印象深刻的照片仅在七天内拍摄，其中包括展出的印刷品。

　　但这是专业的摄影师，对吧?我们希望在受控条件下看到结果。在MWC的CEVA展位，在低光条件 (5 LUX) 下设置了Macbeth Colorchecker，测试不同智能手机(使用自动拍摄模式时)的性能。没有一部手机接近Zenfone 3 Zoom的图像质量，包括仍在开发中并尚未发布的相机模块!如图4和图5所示。

　　本文来源于《电子产品世界》2017年第8期第24页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。