去年，Google第一次没有以“Nexus”的名义发布新手机——全新的Pixel系列不仅仅象征着Google手机进军高真个决心，其实际性能表现和综合体验也确实令业界惊叹。特殊是大家都意想不到，没有“双摄”、没有“光学变焦”、乃至没有光学防抖系统的Pixel，居然会堂堂成为公认最强的“拍照手机”，在威信网站DXO的榜单上强势压倒三星S7、HTC 10、华为Mate9等一众旗舰而登顶封王。
谷歌为Pixel施展了何种“黑邪术”，以至于它并不“堆料”却能有极佳的拍摄效果？谷歌打算拍照团队的Marc Levoy终极给出了答案：那是由于谷歌与高通深度互助，对高通骁龙821主控集成的Spectra ISP以及Hexagon DSP的性能和算法进行了深度挖掘，实现了零快门延迟高速持续的拍摄RAW无损格式照片，而这一过程从你开启相机的那一刻起就已经开始；当你按下快门键的时候，实际得到的样张来自于此刻所拍摄的照片与之前已拍摄照片的合成。
对付普通用户而言，常常会关注手机主控中“CPU”与“GPU”的部分，并以它们的规格作为性能比拟的唯一依据。可是，在实行诸如拍照时的图像处理这样的任务时，利用CPU的速率和能效远不如利用更加专业的“电路模块”来得效果好——这一专为拍照图像处理事情而设计的电路模块，我们一样平常就称其为“ISP（Image Signal Processor 图像旗子暗记处理器）”。谷歌正是将骁龙821的集成ISP和集成DSP（Digital Signal Processor 数字旗子暗记处理器）最大化协同利用，从而实现了极其精良的拍照效果。
从高通官方给出的这张比拟图表可以看出，处理相同的图像旗子暗记数据，利用频率仅为725Mhz的单核心DSP，比较于利用频率高达2.65GHz的四核心CPU（该当是骁龙805），处理速率提高了1-3倍，能耗却只有后者的1/4到1/18！
【【【ISP：专为拍照而生的处理器】】】
为什么利用ISP处理图像数据会比利用CPU要高效得多？这就要从ISP的基本观点提及了：ISP的全体内部架构高度特化和并行化，说白了便是不考虑通用性，只看重数据吞吐量的专用集成电路——它只为了处理某种特天命据格式而生，也只能处理这种特界说务，除此之外的事情完备做不来，这是它和通用型的CPU最大的差异，普通来说便是“术业有专攻”。
以高通主控里集成的Spectra ISP图像旗子暗记处理器为例，它所集成的电路专用于实行将CMOS（传感器）捕捉到的图像数字旗子暗记进行猜色、降噪、锐化……最终生成一帧帧彩色图像数据，而这部分数据在Pixel手机上还要经历Hexagon DSP的进一步HDR处理和多帧合成，末了才成为我们看到的照片。
由于ISP所处理的图像旗子暗记来自CMOS，因此CMOS的像素数量、CMOS与主控之间的通讯带宽都会影响到ISP的处理效率，而且图像处理对付“实时性”的哀求很高——时下常见的“实时滤镜”、“实时HDR”暂且不论，如果ISP的处理速率跟不上CMOS的数据量，最直不雅观的表现便是相机APP的取景界面就会直接涌现卡顿和掉帧！
回忆数年前，诺基亚Lumia 1020想要在手机上实现高达4100万像素的超清拍照和无损变焦，无奈当时的骁龙MSM8260主控所集成的ISP实在是处理不来这么大的数据量，末了诺基亚也是选择和高通合为难刁难图像算法进行了深度定制——乃至用到了GPU的通用打算能力才总算是勉强办理问题。如今的手机摄像头像素再难见到超过2500万的水平，除了CMOS体积的制约之外，ISP性能的短板也是主要成分。
【【【手机有ISP，那相机呢？】】】
智好手机拍照时的数据处理靠主控内部集成的ISP，那么传统的相机呢？相信关注相机领域的朋友都听说过Bionz、Expeed、DIGIC这几个“大名”，它们分别是SONY、尼康和佳能的相机主控家族名称。
尼康某代Expeed芯片的内部构造，把稳CPU模块不仅面积很小而且频率只有132Mhz
从万能的维基百科上，我们可以查到关于这些相机主控的大把“干货”信息——实质上来说，实在相机的处理器和手机的主控芯片还是非常相似的：它们既卖力对传感器捕捉到的图像数据进行处理，同时还要驱动相机的操作系统本身。所不同的只是功能组件上的侧重，显然，相机主控中绝大部分的电路是ISP，通用途理器只占很小的面积，这和手机上的情形是刚好相反的。
而且，智好手机上的ISP仅在拍照的时候起浸染，如果是用APP对照片添加后期滤镜，此时事情的就完备是CPU了，但相机则不然，现时有些比较高等的单反或是微单支持在机内对拍摄的RAW（无损）格式图像进行有选择的后期处理，这一过程实际上是再次调用了相机主控中相称于“ISP”的部分，而非由通用CPU通过软件算法实现。
还记得我们前面说到ISP属于“专事专办”的集成电路吧——这便是说，ISP有多少图像干系功能，完备由其硬件电路构造决定，无法通过软件升级添加。而比较于手机主控上仅占一点点面积的ISP电路，相机主控里大规模的图形处理电路显然要繁芜很多，功能也强大了不少。
举例而言，SONY最新的BIONZ X主控能实现16bit色深的图像内部处理和14bit色深的RAW输出，佳能的双DIGIC 6处理器许可高达5060万像素的照片以5张/秒的速率进行连拍处理，而松下的Venus IX引擎在拍摄1080P视频时可以实现高达200Mbit/s的码流。这些性能参数不要说是现有的骁龙820主控，便是刚刚发布的骁龙835也做不到！
【【【自研？采购？差距不仅仅是“硬件”】】】
为什么手机ISP和相机图像主控有着如此巨大的性能差距？一方面是由于手机主控寸土寸金，ISP在个中只是“相对不太主要”的组件，厂商为了功耗和本钱成分做出妥协；而相机的紧张功用便是拍照，全体主控绝大多数的面积和能耗都可以“挥霍”在ISP部分，自然性能更强。
另一方面，对付一些老牌电子厂商而言，其有能力自行按照相机产品的须要去设计和制造主控：SONY的Bionz主控最夙兴源于美能达，从第二代开始就完备是自主设计和制造了，经由了四代更迭，最新的BIONZ X形制番号为Sony CXD90014，同样是SONY“自产自销”。；类似情形的还有松下，其MN103系列芯片不仅用于自己的Venus主控，还卖给Olympus，摇身一变成了“TruePic”系列主控。
当然，也有些相机厂商没有那么强的半导体设计能力，其主控实际上是向别家定制或者买来用的：尼康EXPEED、宾得PRIME、徕卡MAESTRO实质上都是源于富士通的Milbeaut系列图像处理芯片。
不过，这种“采购”来的相机主控和手机厂商们采购骁龙、海思、三星主控还是有差别的，一是由于富士通Milbeaut本身便是专为相机设计的图像处理芯片，并非手机通用途理器；二是相机厂商们在固件针对性开拓和调教上的功底显然比手机厂商要赶过太多。不然，同样是利用骁龙82x处理器，为什么只有Google想到去开拓自有图像算法，而其他手机厂商要么利用高通公版驱动，要么也只是找如虹软这样的厂商买一下算法，不能自行做到对ISP和DSP“吃透”呢？这个中表示出的差异，有态度问题，也有技能实力差别。
【【【奋起直追：ISP或成手机“逆袭”相机主沙场】】】
不可否认，近几年来，智好手机在拍照水平上突飞年夜进，这背后是干系传感器、镜头、主控乃至算法供应商的大力贡献——只管看过我们前几篇专题文章的读者都会知道，在这几部分上，手机和相机的差异还十分巨大，但手机拍照用户体验的改进却是毋庸置疑的。
不过，在本日我们谈论的“ISP”这个话题上，手机却有一个相对相机很大的上风——那便是制程工艺：主流手机主控的制程都已经进化到了14nm，最新的骁龙835乃至已经超越了现有的PC处理器标准，用上了10nm制程。反不雅观相机主控呢？以好几个大牌相机厂都青睐的富士通Milbeaut芯片为例：最新的一代刚刚升级了低电压制程，多少呢？说出来大家不要笑：55nm——差不多便是2009年PC处理器的水平。
尼康单反巨大的主板电路，中间那颗芯片便是Expeed
当然，从市场“合理性”的角度来说，相机充足的散热空间、巨大的电路板面积、以及本就不高的主控运行频率都许可厂商利用这种老旧制程来制造芯片——既能降落本钱，又不会影响用户体验不是么？（反正相机里面CMOS远比主控要耗电的多，主控省下来的电根本便是九牛一毫）
不过，俗话说，“逆水行舟，不进则退”，高速发展的手机拍照科技只管实际出片效果仍不能和相机比较，但却已经在市场层面上降服了传统低端卡片相机，并逐渐有“倒逼”单反、微单创新进化的意思——假使哪天真的涌现了拍照效果全面压倒高审察机的手机形态产品，诚笃说笔者也不会感到惊异：而在这个过程中，越级发展的手机主控以及集成其间的ISP，彷佛就最有希望成为手机上最早超越相机界同类水准的部件。
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