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Image Processing
绘制照片和视频的
艺术大脑
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当您运行相机应用，并触摸屏幕上的拍摄按钮时，设备会执行数十亿次算术运算，以生成更佳的对焦、曝光、白平衡、颜色和降噪效果，从而拍摄出高品质的照片。Exynos 图像信号处理器的作用，就在拍摄出完美照片的一瞬之间。
背景
将光信息转换为
图像的处理器
图像传感器可将通过光学镜头接收的光转换为电形式。然后这一数据会被发送给 ISP，重制为照片或显示屏上的预览图。即便光线条件未达到拍照的最佳条件，ISP 也能出神入化地提高图像质量。
透镜系统 图像传感器 isp 感器
显示屏
透镜系统 图像传感器 isp 感器
显示屏
要提高照片成像质量，需要更多光进入高级 ISP 配套的图像传感器，以便进行处理。为了实现这一点，相机模块的尺寸需要足够大，以便使用较大尺寸的镜头和功能强大的图像传感器。但问题是，智能手机采用的纤薄设计，无法提供更多可用空间。所以三星开发了高级 ISP，采用微小的光学组件，强化相机功能和照片质量。
自动曝光 (AE)
自动曝光是一项自动确定图像传感器接收多少光的功能。ISP 会分析传感器提供的亮度信息，再计算和控制光圈、快门速度和感光度 (ISO)，以进行适当曝光。
自动对焦 (AF)：对比度 AF 和相位检测自动对焦 (PDAF)
在传统对比度 AF 中，ISP 通过持续试错找出最高的颜色对比度，然后计算正确的对焦调整。相位检测 AF 技术原先仅在高端数码单反相机中使用，现在也应用到了移动设备中。采用 PDAF 解决方案的 ISP 会计算与对象的距离，再找出正确的调整量，从而让相机一次对焦完毕。
去马赛克
一般来说，图像传感器由红色、蓝色和绿色的像素组成。这些像素只能识别这三种颜色中的一种，因此需要重构过程，将颜色信息变换为全色图像。ISP 会分析像素周围的红绿蓝 (RGB) 三原色信息，计算和插补每个像素的颜色，最后生成生动自然的彩色图像。
RGB 像素
去马赛克
降噪
在低光条件下，图像传感器几乎无法捕获足够的光信息，因此需要更高的感光度，或更慢的快门速度，但这会造成发热问题，进而产生噪声图像。Exynos 的 ISP 采用了高级降噪算法，可减少不同颜色或图案噪声，同时保留纹理细节。值得注意的是，3D 降噪 (3DNR) 功能也能减少视频片段中的可见噪点。该功能会分析视频串流中的相邻帧， 区分和减少有用细节中的噪声。
噪声图像
开启高级降噪功能后
镜头和传感器补偿
智能手机的相机由于使用了小尺寸组件，所以存在一定缺陷。微型相机模块的缺陷会造成颜色不均匀和焦距固定，所以可能产生透镜阴影、晕影、色差和透镜失真等问题。Exynos 处理器的 ISP 采用了高级颜色和失真校正算法，可调整误差颜色和变形形状信息。
失真图像
高级颜色和失真校正
伽玛校正
人眼在黑暗中对光线的变化更为敏感，在明亮环境中的敏感性较差，图像传感器则是以线性的方式接收和导出光信息。而光强度在移动设备显示屏中却是以非线性方式呈现的。ISP 会对图像传感器生成的光信息进行编码和解码，转换为适合向人眼展示的非线性信息。
线性 RAW 图像
伽玛校正
动态范围压缩 (DRC)
ISP 会分析图像的动态范围，并在本地调整亮度，使图像获得明、暗区域的完美对比度。动态范围压缩会自适应地生成色调映射曲线，将其应用于图像的每个像素，分别调亮和调暗过暗和过亮的部分，从而获得平衡的动态范围。
RAW 格式图像
动态范围压缩
智能宽动态范围 (WDR)
由于三星图像传感器采用 Z 形 WDR 模式，所以 ISP 能在一次拍摄内生成 WDR 图像。WDR 模式包括两类像素；一类用于长时间曝光，一类用于短时间曝光。ISP 可在一次拍摄中使用两种不同的曝光时间，从而管理图像传感器来捕获光线。然后将两种不同的光和颜色信息整合到一张图像中，从而在亮、暗部分均显示出极佳的细节。
长时间曝光
短时间曝光
视频数字图像稳定 (VDIS)
视频数字图像稳定功能可控制视频稳定性，并减少因手抖或外部环境造成的相机晃动影响。该功能可区分多余对象运动和有意相机运动，并借助帧扭曲来平顺四轴，从而实现校正。
VDIS 功能关闭
VDIS 功能开启
VDIS 功能关闭
VDIS 功能开启
双 ISP
最新的 Exynos 处理器采用双 ISP，适用于采用前置或后置双摄像头的智能手机。该特性使用来自两个独立相机的不同光信息，从而让照片呈现更丰富的色调和颜色。将焦距不同的两个镜头进行组合，也可能实现光学变焦。另外，借助识别深度信息的第二个相机，用户可以在拍摄照片后进行景深调焦。双 ISP 的 用途和优势不仅增强了性能，也提升了能效。非对称的双 ISP 由低功率 ISP 磁芯和高质量磁芯组成。双 ISP 磁芯可按照每项任务的工作负荷高效分割处理任务，从而减少整体耗电量。
※
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Exynos 1580
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- 人工智能, 5G & 互联, 移动端
- 工艺
- 5nm FinFET
- 中央处理器
- Cortex®-A78x4 2.4千兆赫, Cortex®-A55x4 2.0千兆赫