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國內(nèi)廠商紛紛布局AI ISP芯片

2025-03-24
來源:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

最近,有消息稱字節(jié)在研某款 AI 智能眼鏡正在考慮采用恒玄 2800 + 研極微的 ISP 芯片方案(但這不代表是最終方案)。

對于AI眼鏡來說,SoC的選擇往往決定了產(chǎn)品的體驗(yàn)上限,比如Meta-Rayban 采用的是高通AR1的芯片方案。但實(shí)際上,為了滿足AI智能眼鏡拍攝的功能需求,則還需要外掛一塊 ISP 芯片。

其實(shí),越來越多的廠商在開卷ISP芯片,并且在AI的需求下,很多芯片企業(yè)開始推出AI ISP芯片。

ISP芯片,開始被重視

ISP芯片不是一個(gè)新鮮事物。

ISP是Image Signal Processor的簡稱,即圖像信號(hào)處理器。主要用于對圖像傳感器采集到的原始圖像信號(hào)進(jìn)行處理。

在圖像處理這塊,大家更熟知的是CMOS圖像傳感器。CIS芯片功能相當(dāng)于人類的視網(wǎng)膜,用來捕捉光線。而ISP,相當(dāng)于大腦皮層中對應(yīng)視覺處理的那一部分,用于處理圖像。CIS和ISP湊在一起完成視覺感知的任務(wù)。

2021年有一陣手機(jī)廠商自研芯片潮,都不約而同的選擇了ISP芯片。

vivo在2021年9月推出了自研獨(dú)立ISP芯片V1,到目前已經(jīng)推出了三代ISP芯片;小米推出了ISP澎湃C1,與小米MIX FOLD折疊屏手機(jī)同時(shí)發(fā)布。

都選擇自研ISP芯片,正是因?yàn)镮SP對于圖像改善的影響非常大。在同等CMOS的條件下,好的ISP芯片對圖像質(zhì)量的改善空間可達(dá) 10%~15%。

ISP芯片越來越被重視,與AI硬件的發(fā)展,尤其是AI眼鏡離不開關(guān)系。

需要了解的是,ISP 芯片分為集成和獨(dú)立兩種。集成ISP是指將ISP集成在SoC處理器中,比如高通驍龍系列、英偉達(dá) Tegra 系列處理器內(nèi)部都集成有ISP 芯片。

獨(dú)立ISP芯片則是獨(dú)立于SoC處理器而存在的,也就是外掛形式。雖然成本更高,但優(yōu)勢明顯。除了運(yùn)算能力、成像質(zhì)量更優(yōu)秀外,因 ISP 帶有可編程性,一般的獨(dú)立 ISP 芯片都是手機(jī)商向 ISP 提供商定制的,所以與相機(jī)其他組件的契合度更佳,成像也有屬于自己的特色。

前文提到AI眼鏡中,使用最多的是高通AR1芯片,其早就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)手機(jī)級(jí)別的ISP。從已經(jīng)流出的產(chǎn)品配置信息來看,小米AI眼鏡也是采用驍龍AR1雙ISP芯片+索尼IMX681傳感器的組合。

但高通AR1芯片的價(jià)格還是太高了。現(xiàn)在,廠商在評(píng)估AI眼鏡時(shí),以恒玄為代表的MCU外加MTK或ISP也是一個(gè)不錯(cuò)的方案。外掛ISP 芯片的方案,相比于高通 AR1 芯片具備高性價(jià)比,低功耗長續(xù)航的特點(diǎn)。

并且,XR Vision Pro報(bào)道,調(diào)校ISP芯片也可以達(dá)到接近于高通AR1實(shí)現(xiàn)的拍攝效果,該方案的成本是高通 AR1 芯片方案的幾分之一,整體 AI 智能眼鏡的BOM成本可以控制在千元以內(nèi),產(chǎn)品零售價(jià)可以做到 1500 以內(nèi)。

影目科技X系列和閃極AI“拍拍鏡”AI眼鏡都搭載了紫光展銳W517芯片;雷神科技的AI眼鏡采用了多種技術(shù)路線,其中也包括MCU級(jí)SoC+ISP方案等。整體來看,MCU級(jí)SoC+ISP方案可能更受到一些新興廠商青睞。

一位熟悉產(chǎn)業(yè)鏈上下游的投資人透露,預(yù)計(jì)今年年底恒玄會(huì)推出主控芯片加上ISP集成的SoC,這套方案的價(jià)格更便宜,功耗也能控制得更好,會(huì)比AR1更適合用在AI眼鏡上,華為就在等這套方案。

都有誰在做ISP芯片?

帶上鏡頭的AI眼鏡,需要大量的圖片計(jì)算,所有這也是ISP暴漲的主要原因。

我們細(xì)數(shù)國內(nèi)ISP企業(yè),各家有各家的看點(diǎn)。

先看海思,海思的芯片實(shí)力很強(qiáng),一般做的是集成ISP。從麒麟950開始,海思的SoC芯片中開始集成自研的ISP模塊。以Hi3559A為例,我們可以看一下其ISP整體的結(jié)構(gòu)。

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3559A是一個(gè)通用ISP,所以功能很全,如果用FPGA去實(shí)現(xiàn)這些,估計(jì)沒有幾個(gè)能做出來,ISP的特殊點(diǎn)就是針對不同的鏡頭、環(huán)境、Sensor等不同去調(diào)整需要實(shí)現(xiàn)的算法。

在ISP芯片方面,因?yàn)橹悄苁謾C(jī)對于成像要求越來越高,高通和聯(lián)發(fā)科的ISP實(shí)力也是很強(qiáng)的。國內(nèi)有一家企業(yè)與聯(lián)發(fā)科關(guān)系匪淺,專門做的是ISP芯片,那就是星宸科技。

星宸科技的ISP芯片廣泛應(yīng)用于智能安防、智能車載、視頻對講等領(lǐng)域,其產(chǎn)品線豐富,涵蓋了IPC SoC(網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)芯片)、NVR SoC(網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)芯片)以及USB視頻會(huì)議攝像頭芯片等。

星宸科技的第一大股東是SigmaStar,而SigmaStar由聯(lián)發(fā)科間接持股100%。因此,星宸科技的控股股東是聯(lián)發(fā)科。雖然聯(lián)發(fā)科已明確表示不謀求星宸科技的控制權(quán),但是星宸科技的多名管理層及核心技術(shù)人員出自聯(lián)發(fā)科系統(tǒng),例如董事陳恒真、監(jiān)事蔡秉憲等曾在聯(lián)發(fā)科任職。

現(xiàn)在星宸科技在智能眼鏡里的進(jìn)展也很快,據(jù)了解,其智能眼鏡芯片 SSC309QL 正與多家品牌客戶對接測試,集成了自研的ISP 4.0 及 NPU,在視覺處理和各類多態(tài)大模型的適配上提升比較大。

富瀚微的ISP產(chǎn)品主要應(yīng)用在安防監(jiān)控、車載攝像頭等。CES2025上發(fā)布了智能眼鏡芯片MC6350。其中集成了富瀚微自研的AI ISP,在暗光下表現(xiàn)不錯(cuò),解決目前主流智能眼鏡產(chǎn)品在暗光下拍攝效果不佳的問題。

當(dāng)然也有前文提到的恒玄科技,恒玄科技ISP 芯片主要特點(diǎn)是能夠與音頻處理技術(shù)緊密結(jié)合,其在研智能眼鏡專用 SoC 項(xiàng)目,主打單芯片集成低功耗 ISP 技術(shù)。

擅長暗光環(huán)境的AI ISP興起

AI ISP的核心在于,將人工智能算法與ISP技術(shù)深度融合。

通過集成深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等AI算法,AI ISP能夠?qū)崿F(xiàn)對圖像內(nèi)容的智能分析和處理,如物體識(shí)別、人臉檢測、場景分類等。

AI ISP的市場還是很大的。據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)預(yù)測,全球ISP芯片市場銷售額將從2023年的6.65億美元增長至2030年的10.2億美元,年復(fù)合增長率達(dá)到6.4%。

目前來看,AI ISP的應(yīng)用更多的是在低光成像(AINR)方面。AI ISP能夠?qū)崿F(xiàn)在信噪比(SNR)上6~12dB的顯著提升。當(dāng)同等硬件條件下,AI-ISP與傳統(tǒng)ISP的比較顯示,AI-ISP不僅提高了畫質(zhì)性能,而且在成本效益上也表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。

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AI ISP的結(jié)合是有企業(yè)走在前面的,華為海思2021年就推出了“越影AI ISP”,把傳統(tǒng)ISP技術(shù)與AI深度學(xué)習(xí)相結(jié)合,相比上一代旗艦ISP,低照場景下的圖像信噪比提升了4倍。

全志科技在財(cái)報(bào)中表示,在視覺類應(yīng)用的低光場景下,為解決低光拍攝和錄制問題,研發(fā)了全新一代AI-ISP降噪算法,配合深度優(yōu)化的軟件,實(shí)現(xiàn)AI降噪功能的高效運(yùn)行,并在相同信噪比情況下,實(shí)現(xiàn)2~4倍感光度提升,同時(shí)搭配了人臉檢測、人形偵測、人臉識(shí)別、人形追蹤等檢測類和識(shí)別算法應(yīng)用,在客戶的產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)落地。

全志科技的AI ISP技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于其多款芯片產(chǎn)品中,如高集成視覺SoC、智慧視覺處理器等。這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于智能電視、智能安防、智能車載等多個(gè)領(lǐng)域,為用戶提供高質(zhì)量的圖像處理體驗(yàn)。

國科微新一代4K AI視覺處理芯片GK7606V1系列,也是搭載的自研AI ISP。測試結(jié)果顯示,國科微 AI ISP 技術(shù)能夠極低照度的黑光場景下,對圖像進(jìn)行全方位的優(yōu)化和增強(qiáng),使得圖像更加清晰、細(xì)膩,色彩更加生動(dòng)飽和。

愛芯元智此前也公布了其AI-ISP技術(shù),并將其命名為“愛芯智眸”。愛芯元智公司的AI ISP采用了混合精度、存算一體的架構(gòu)設(shè)計(jì),使得在有限的功耗下仍能達(dá)到高算力。與傳統(tǒng)圖像處理相比,AI ISP能夠?qū)崿F(xiàn)多種算法并行工作,尤其在去噪、差值和銳化等方面的表現(xiàn)更加自然、問題更少。

飛凌微(思特威子公司)發(fā)布的AIoT應(yīng)用系列首款高性能端側(cè)視覺AI SoC芯片A1,其中也集成自研的AI ISP部分,覆蓋0.3MP至8MP分辨率。其優(yōu)點(diǎn)在于:高性能暗光降噪和圖像增強(qiáng)算法、最多3幀HDR合成、高分辨率RGB-IR圖像處理等。

結(jié)語

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展,AI ISP芯片正逐漸成為國內(nèi)芯片廠商的新焦點(diǎn)。

從華為海思的“越影AI ISP”到愛芯元智的“愛芯智眸”,再到國科微的4K AI視覺處理芯片。AI ISP芯片在智能手機(jī)、安防監(jiān)控、智能駕駛等領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的性能和應(yīng)用潛力。

雖然當(dāng)前的AI-ISP技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了顯著的進(jìn)步,不斷推高了畫質(zhì)處理的邊界,但用戶對畫質(zhì)的渴望似乎總是無窮無盡的。特別是在經(jīng)濟(jì)因素的影響下,基于卷積網(wǎng)絡(luò)的AI-ISP技術(shù)仍未能完全滿足所有客戶的多樣化需求。

特別是那些非技術(shù)領(lǐng)域的消費(fèi)者,他們對AI技術(shù)抱有更高的期望,希望它能帶來質(zhì)的飛躍和更為顯著的畫質(zhì)提升,這也反映了大眾對于新技術(shù)盛大承諾的渴望和好奇心。

展望未來,AI-ISP技術(shù)發(fā)展面臨三點(diǎn)潛在的機(jī)遇:第一,用戶對畫質(zhì)的不斷追求,意味著對更高標(biāo)準(zhǔn)的AI-ISP解決方案有持續(xù)的需求。第二,隨著相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步,比如AR,VR,顯示技術(shù),自動(dòng)駕駛等,將會(huì)帶來新的畫質(zhì)上限提升需求,促進(jìn)AI-ISP技術(shù)的進(jìn)一步革新。第三,AI-ISP所引領(lǐng)的技術(shù)難度降低和成本的下降,可能為更廣泛的應(yīng)用提供了可能性,從而開拓新的市場和應(yīng)用場景。


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