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vivo 自研 ISP 芯片 V1 亮相,却被蔡司镜头抢了风头

查看 cc博主 的更多文章cc博主2021-10-02【芯片】726人已围观

作者|吴优

编辑|李帅飞

vivo 自研芯片,千呼万唤始出来。

早在 2 年前,vivo 将组建芯片团队的消息已在业内流传了一遍——然而直到今天,vivo 才正式对外宣布自研的 ISP 芯片 V1;同时可以确认的是,作为 vivo 自主研发的第一颗专业影像芯片,V1 已经确认将搭载其即将在 9 月 9 日发布的旗舰手机 X70 系列上。

毫无疑问,V1 将会是 vivo X70 系列手机的最大看点。

vivo 自研 ISP 芯片 V1 亮相,却被蔡司镜头抢了风头 第1张

“造”芯,影像差异化的硬件基础

同今年 3 月份小米发布的澎湃 C1 相似, vivo V1 也是一颗脱离于 SoC 并独立搭载于主板的图像信号处理芯片。

在介绍 V1 时,vivo 的说辞与小米不尽相同。“V1 是由 vivo 主导开发的,服务高速计算成像的专业影像芯片,是一颗全定制的特殊规格集成电路芯片。” vivo 影像算法总监杜元甲在今日下午的影像技术分享会中说道。

具体到整个影像系统中,V1 可以搭配不同的主芯片和显示屏,扩充 ISP 高速成像算力,释放主芯片负载,同时服务用户拍照和录像的需求。

事实上,无论是小米,还是 vivo,其研发手机影像芯片的决心都源于手机差异化竞争下的倒逼。

vivo 自研 ISP 芯片 V1 亮相,却被蔡司镜头抢了风头 第2张

随着智能手机更迭速度提升,以及各家手机厂商激烈竞争下催生出的新技术层出不穷,消费者对智能手机的要求越发苛刻。尤其是在拍摄方面,“手机记录生活”不仅早已成为习惯,记录形式也从静态向动态转移,既要求在恶劣环境下拍出尽量真实的照片,又要求拍摄的视频画面质量足够清晰。

这些要求看似性感抽象,实则足以在微观世界完成量化,即要求影响功能在运算密度提升的同时,保持功耗下降。过去要求手机在 1 秒钟内拍摄 1 帧的内容,现在则要求在 1 秒钟拍摄 30 帧的内容。

在硬件层面,智能手机厂商通常使用 SoC 中自带的 ISP 来应对上述影像难题,但 SoC 往往是由高通、联发科、三星等芯片厂商提供,对于想要打出影像差异化的手机厂商而言,一方面暂时没有能力自研 SoC 芯片,另一方面可选项少,旗舰手机搭配相同的旗舰 SoC,决定权不在自己手里。

不过,当 vivo 300人研发团队耗费 2 年时间研发出 V1 之后,情况就变得不一样了, 虽然 SoC 依然来自少有的几家芯片公司,但却有一颗自研的影像芯片与主芯片软件算法协作,在影像差异化领域,少了几分被动。

vivo 官方介绍,V1 芯片拥有高算力、低时延、低功耗的特性,其创新之处在于优化了数据在芯片内部的储存架构和高度读写电路,实现等效 32MB 的超大缓存,而目前旗舰级桌面电脑处理器的缓存数量级为 16MB 和 24MB。V1 的读写速度高到 35.84Gbps,拥有1080P 60PFS 的实时降噪插帧能力。

在算法方面,V1 也有所创新。

比如说,拍摄夜景时,有了 V1 的协助,主芯片在低光录像时,能够以低功耗运行 4K 30FPS 的 MEMC 去噪和插帧,从而提高夜景影像效果。

另外,软件算法能够转移至 V1 的专用硬件电路,复杂的计算成像功能不仅存在于成片中,在默认拍照和录像预览下也即可开启。

“造”芯,实现与器件和算法的协同

除了 V1 影像芯片之外,vivo 在影像能力的提升上,也有更多动作。

据了解,去年 12 月,vivo 与全球顶尖影像大厂蔡司官宣开启战略合作关系,在玻璃镜片、光学工艺、镀膜工艺等方面进行合作,实现器件优化提升——而这一次,双方的合作更进一步。

vivo 光学器件总监朱盼盼表示,由于手机镜头高度集成化,过往行业内大部分会选择塑胶镜片,但塑胶材料在光学设计优化方面已经遇到瓶颈,因此 vivo 与蔡司团队经过多轮共同验证,最终选择了超高透玻璃镜片,以实现高透光率、超低色散、热稳定强的效果。

值得注意的是,相比于塑胶,玻璃镜片在制作过程中的工艺步骤增加了 11 步,整体良率降低到 60%,成本更高。

vivo 为使影像达到更高纯净度,将这块高规格玻璃镜片的中心透过率提高至 95%,同时在70℃高温下,镜头后焦变化量从上一代纯塑镜头的 66um 减小到 6um,降低了 91%,热稳定性更强。

在具体的光学工艺中,vivo 采用行业先进的 AOA 动态光学校准工艺,通过动态调整镜头里的部件,通过实时补偿,调整镜片厚度误差和镜片偏心误差引起的清晰度降低问题。

另外,vivo 注重解决拍摄过程中出现的眩光鬼影问题,采用 SWC 镀膜技术和 ALD 镀膜技术降低反射率,提升影像纯净度。其中,ALD 镀膜工艺是属于 vivo 独家工艺,能让反射率直接降低 50%,均值达到 0.25%。

在算法方面,vivo 使用 AI 人脸增强算法补充更多面部细节,使用超级夜景 RAWHDR3.0 算法调整色彩,以获得更好的亮度和影调表现。

vivo 自研 ISP 芯片 V1 亮相,却被蔡司镜头抢了风头 第3张

可以看到,vivo 将影像技术的研发视为系统级技术工程;有了 V1 芯片的加速,也逐渐形成了从芯片硬件到光学器件,再到软件算法的完整体系——vivo 方面表示,V1 的亮相,全面开启了手机硬件级算法时代。

毫无疑问,V1 芯片的诞生,体现了 vivo 在手机上试图通过产品层面和影像能力的差异化追求高端的野心——不过,从芯片到实际的产品体验,还需要 X70 这款智能手机的具体表现来证明。

且让子弹飞一会儿。

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