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手機芯片工作原理及結構

科技 更新时间:2025-02-07 19:36:31

  一般來說,當用戶在按下手機相機快門時進行拍攝時,這時候手機内部的整個成像過程就會相當于是一場“視覺處理的接力賽”。 當外部光線進入到CMOS傳感器上并得到原始RAW信息後,SoC中的ISP就會進行解馬賽克,通過它鄰近的像素把另外兩個顔色分量給插值出來,得到一張顔色完整的RGB圖片,最後再進行降噪、美顔、虛化等後續的圖像增強算法來調整。

  手機芯片工作原理及結構(一文細說手機相機的出片原理)(1)

  (素材源自@ZEALER)

  然而,ISP在當中進行信息轉換時,難免會造成一些信息的損失,進而導緻最終成像的畫面細節有一定的丢失。因此,廠商也對于這一常規的成像步驟也不斷地琢磨着優化新方向,希望打造出更為高質量的成像效果。像是OPPO Find X5 Pro就選擇了在CMOS與ISP之間加入一枚自研NPU芯片馬裡亞納X,直接對原始RAW信息來做降噪、美顔等算法增強,處理完再放入骁龍8的ISP當中進行解馬賽克,最終獲得一張顔色完整的RGB圖片,過程中可以說是有效的減少許多信息損耗。

  手機芯片工作原理及結構(一文細說手機相機的出片原理)(2)

  (素材源自@ZEALER)

  那麼,OPPO這枚NPU芯片究竟能給具體的拍攝帶來怎樣的效果提升呢?就像數碼媒體@ZEALER 所說的,馬裡亞納X“最大的用處是為了跑一個夜景視頻降噪的算法”,為這一極其考驗算力水準的環節帶來更強的算力支持。畢竟給視頻做優化并不像是給照片做單幀處理這麼簡單,畫面幀率會給圖像處理帶時間的硬限制,超過了就會使得拍攝視頻出現掉幀情況。另一方面,夜景視頻在降噪時還需要考慮時域的維度,引入前後幾幀來讓畫面看起來更為連貫,否則噪點會出現抖動的現象。

  手機芯片工作原理及結構(一文細說手機相機的出片原理)(3)

  (素材源自@ZEALER)

  所以,這當中就很需要更強的AI算力支持以完成整個信息處理過程,馬裡亞納X的AI算力最高可以達到每秒18萬億次AI計算會是一大保障。像是在OPPO Find X5 Pro相機裡,4K以及AI增強是可以同時開啟,在夜景場景中更能體驗到AI高算力對于噪點控制、高光壓制的出色效果,足以解決上述所提到的掉幀以及噪點抖動問題,提高夜景視頻的成片效果。

  手機芯片工作原理及結構(一文細說手機相機的出片原理)(4)

  為此,我們不妨從一些實際的夜景視頻表現來看,将OPPO Find X5 Pro與iPhone 13 Pro進行對比。能看出,在同樣的4K 30幀模式下,iPhone的畫面風格趨于真實,而OPPO Find X5 Pro這邊的畫面噪點會更低一些,畫面更加純淨。甚至在極夜環境下,Find X5 Pro畫面的亮度優勢更大,噪點更低,而且陰影部分的細節也能得到保留,純淨度也同樣很出色,這些表現都比iPhone的具體效果要更為出彩,在夜景視頻這一塊着實帶來了很不錯的體驗升級。

  手機芯片工作原理及結構(一文細說手機相機的出片原理)(5)

  (素材源自@會長YES )

  手機芯片工作原理及結構(一文細說手機相機的出片原理)(6)

  (素材源自@會長YES )

  除了帶來超高的AI算力支持以外,采用6nm先進工藝的馬裡亞納X芯片,也足以在功耗上帶來很不錯的優勢,進而幫助手機實現一些本身為了省電而自行限制住的功能,最典型的莫過于第三方App的相機體驗效果。一般為了不造成過多耗電,像是微信視頻是不會調用所有圖像增強算法,這就導緻拍出來的畫質會頗為糟糕。而馬裡亞納X芯片由于在畫面進入ISP之前就已經對其做好了增強,在功耗可控的情況下開放一部分增強算法,實現芯片級APP相機增強,足以體驗到原生相機的成像質量。

  手機芯片工作原理及結構(一文細說手機相機的出片原理)(7)

  不得不說,OPPO Find X5 Pro的這枚6nm工藝的NPU芯片馬裡亞納X,給手機的成像提升确實是顯而易見的,尤其是對夜景視頻這種“硬骨頭”帶來了更為亮眼的AI算力加持,以更好的解決一些常見的夜景視頻痛點。由此可見,如今安卓手機通過機内介入算法芯片的硬件級方案确實是可行的,有效地提升自身的垂直整合能力,實際體驗中能給到用戶正向的反饋,帶來了全新的影像思路以及新玩法,很值得繼續深化發展!

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