針對手機的Milbeaut圖像信號處理LSI芯片

過去幾年里，隨著高像素數(shù)、高分辨率和全高清錄像和播放功能在智能手機中的迅速普及，手機的相機功能取得了長足進展。雖然手機的應(yīng)用處理器可以實現(xiàn)相機功能，比如快速攝像和在個人電腦和移動終端上瀏覽照片，但許多客戶更喜歡專用圖像信號處理器（ISP），因為它們能提供與高端緊湊型數(shù)碼相機相當?shù)膱D像質(zhì)量和效果。本文主要講述富士通針對手機開發(fā)的Milbeaut Mobile圖像信號處理LSI芯片的開發(fā)和性能。

　　1. 引言

　　憑借多樣化的應(yīng)用和功能，智能手機市場一直在不斷擴大。而相機功能自從2000年被引入手機中以來，更是一路穩(wěn)步發(fā)展，到如今已成為能夠進行高像素數(shù)、高分辨率和全高清錄像和播放的一項主要手機功能。

　　Milbeaut Mobile是適用于手機相機功能的一個圖像信號處理器系列。它由富士通開發(fā)，從2003年開始暢銷市場。接下來，我們將對Milbeaut Mobile系列做簡要介紹，重點講述最新Milbeaut Mobile處理器MBG046的系統(tǒng)架構(gòu)、配置、功能和處理性能。

　　2. Milbeaut Mobile功能的演變

　　相機功能是通過使用一個安裝在手機上既小又薄的專用鏡頭和圖像傳感器實現(xiàn)的。最初這些限制阻礙了手機提供像數(shù)碼相機那樣的圖像質(zhì)量。因此，ISP必須能夠在這些嚴峻的制約條件下將鏡頭和圖像傳感器捕獲到的圖像質(zhì)量提升到用戶滿意的水平。

　　2008年，第三代Milbeaut Mobile ISP集成了這樣的數(shù)碼相機功能，如靜止圖像連續(xù)自動對焦（CAF）、人臉檢測和電子運動補償?shù)鹊龋▓D1）。最新一代ISP（MBG046）幾乎集成了所有相機功能。它還具有市場所要求的全高清（1920×1080像素）視頻、視頻CAF拍攝能力。

　　最近，隨著成像裝置的像素尺寸進一步縮小，像素越來越高，成像速度越來越快，圖像質(zhì)量問題逐步顯現(xiàn)，ISP功能也在增強。

　　3. ISP架構(gòu)

　　圖像處理器模塊是Milbeaut Mobile ISP的主要功能組件（圖2）。它可順次處理原始影像信號中從圖像傳感器接收的圖像數(shù)據(jù)，包括去噪和其他校正功能，從而產(chǎn)生美麗的圖像，并將圖像轉(zhuǎn)換成可以在移動終端或個人電腦屏幕上顯示的格式。

　　該模塊還可以利用硬件圖像過濾器和CPU對存儲在SDRAM（圖像數(shù)據(jù)存儲裝置）中的圖像數(shù)據(jù)進行額外處理（旋轉(zhuǎn)和畸變校正、軟件圖像處理等）。這有助于實現(xiàn)靈活的高級圖像處理，如人臉檢測、高動態(tài)范圍（HDR）復(fù)合處理、靜止圖像運動補償、對象跟蹤、全景圖像生成與場景檢測。

　　圖1 Milbeaut Mobile ISP功能的演變。

　　注：AE：自動曝光；AF：自動對焦；ARM：利用ARM有限公司構(gòu)建的平臺進行高速處理；AWB：自動白平衡；CSC：色彩空間轉(zhuǎn)換；CSI：相機串行接口；DMAC：直接存儲訪問控制器；EXT：外部；GPIO：通用輸入/輸出；I2C：內(nèi)部集成電路；INT：內(nèi)部；MIPI：移動行業(yè)處理器接口；PWM：脈寬調(diào)制；SIO：串行輸入/輸出；SPI：串行外設(shè)接口；UDC：USB設(shè)備控制器；YUV：由亮度和色差組成的信號格式。

　　圖2 MBG046框圖