ISP技術(shù)是一種攝像機(jī)的技術(shù)，是按照人眼視覺(jué)的要求對(duì)攝像機(jī)拍攝到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理的一種技術(shù)。目標(biāo)是使視頻或圖片適于人眼觀看。一般包含很多的功能模塊，每個(gè)模塊都會(huì)針對(duì)原始數(shù)據(jù)的一種問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，像降噪模塊可以減少噪聲的干擾，顏色調(diào)節(jié)模塊可以使圖像的顏色更加真實(shí)自然等。近些年隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步和高清攝像機(jī)的發(fā)展，人們對(duì)攝像機(jī)的圖像質(zhì)量要求不斷提高，ISP技術(shù)也在相應(yīng)的發(fā)展進(jìn)步。
　　
　　圖像質(zhì)量的重要性
　　
　　客戶對(duì)圖像質(zhì)量的要求提高，要求看的更清晰、看的更廣并且看的更多。
　　
　　模擬時(shí)代的視頻分辨率不足，客戶不得不受限于霧里看花般的視覺(jué)效果。現(xiàn)在隨著百萬(wàn)像素的高清攝像機(jī)不斷普及，客戶希望能看到更多的圖像細(xì)節(jié)、更大的視野以及更多的顏色、亮度信息。
　　
　　首先，現(xiàn)在的攝像機(jī)必須包含豐富的細(xì)節(jié)，要能清楚的分辨出人臉、車(chē)牌等物體，這就要求ISP技術(shù)不斷挑戰(zhàn)分辨率極限。同時(shí)在國(guó)內(nèi)外攝像機(jī)評(píng)測(cè)中清晰度測(cè)試也是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，這也從另一個(gè)方面說(shuō)明了清晰度的重要性。這就要求廠家不斷改進(jìn)Debayer、降噪和邊緣增強(qiáng)等算法模塊以及這些模塊之前的配合方式以提升攝像機(jī)的整體清晰度。
　　
　　其次，現(xiàn)在的攝像機(jī)必須有更廣闊的視野，客戶希望在一臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)原先多臺(tái)攝像機(jī)的監(jiān)控效果，為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，攝像機(jī)廠家有時(shí)會(huì)使用更廣角的鏡頭甚至是魚(yú)眼鏡頭。這種廣角鏡頭確實(shí)能有更廣闊的視野，但不可避免的會(huì)帶來(lái)邊緣圖像的畸變，這又對(duì)ISP技術(shù)提出了新的要求——能夠支持鏡頭畸變的校正或者魚(yú)眼鏡頭的校正。
　　
　　再者，現(xiàn)在的攝像機(jī)必須能夠看的更多，ISP技術(shù)必須通過(guò)改進(jìn)技術(shù)提高在各種場(chǎng)景下的適應(yīng)性。例如在超低照度下也要能夠顯示盡可能多的亮度/顏色信息，這就要求ISP技術(shù)通過(guò)二維降噪、三維降噪和低照度拉伸等技術(shù)提升圖像的信噪比，在超低照度下也能提供給客戶足夠多的信息。再比如在一些門(mén)口機(jī)或者樓宇監(jiān)控中，經(jīng)常會(huì)碰到寬動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，動(dòng)態(tài)范圍很大，一般的普通相機(jī)無(wú)法同時(shí)拍攝到暗處和亮處的細(xì)節(jié)，這就要求ISP寬動(dòng)態(tài)功能模塊并提升寬動(dòng)態(tài)的動(dòng)態(tài)范圍。
　　
　　數(shù)據(jù)處理需求增加
　　
　　ISP需要處理的數(shù)據(jù)量急劇增加，復(fù)雜度也隨之增加。進(jìn)入高清時(shí)代以來(lái)，攝像機(jī)的像素?cái)?shù)目和視頻的實(shí)時(shí)性都在不斷提升，百萬(wàn)像素已經(jīng)成為基本配置，千萬(wàn)像素的攝像機(jī)也可以在市場(chǎng)上找到。同時(shí)客戶對(duì)視頻的實(shí)時(shí)性要求也越來(lái)越高，一般都要求每秒達(dá)到30幀、60幀甚至120幀。更多的像素乘以更多的幀數(shù)，這就使得ISP系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)量急劇增加，這都需要ISP技術(shù)的數(shù)據(jù)處理能力不斷提高。
　　
　　各廠家用于實(shí)現(xiàn)ISP的硬件一般有的DSP、ASIC架構(gòu)或者FPGA芯片，這些方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但在處理的數(shù)據(jù)量急劇增長(zhǎng)的情況下復(fù)雜度都明顯提高。如何在復(fù)雜度提高的同時(shí)控制硬件成本、功耗和體積成為了這些廠家的技術(shù)難點(diǎn)，使得可以自制ISP系統(tǒng)的廠家明顯減少。
　　
　　提升ISP功能
　　
　　ISP的附加功能已經(jīng)不足以成為項(xiàng)目的控標(biāo)點(diǎn)，各廠商普遍具備。
　　
　　兩年前一些大的廠家還可以使用特殊的ISP技術(shù)，例如寬動(dòng)態(tài)、三維降噪、去霧、防抖或者強(qiáng)光抑制這種功能來(lái)進(jìn)行重大項(xiàng)目的控標(biāo)，使得小廠家無(wú)法加入項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng)。但現(xiàn)在這些功能已經(jīng)不足以成為控標(biāo)點(diǎn)，大多數(shù)廠家都已經(jīng)具備了這些功能。
　　
　　下一步要想在項(xiàng)目中取得，各廠家就必須要提升這些ISP功能的效果。例如要求寬動(dòng)態(tài)對(duì)比中不僅僅對(duì)比普通寬動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的效果，還需要對(duì)比極限的寬動(dòng)態(tài)范圍、亮部和暗部的細(xì)節(jié)差異以及顏色是否真實(shí)自然等。再比如三維降噪功能不能再滿足于對(duì)比是否有此功能，更要對(duì)比極低照度下的噪聲效果和動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的運(yùn)動(dòng)模糊等。
　　
　　信噪比與碼流壓縮率
　　
　　信噪比和碼流壓縮率zui為關(guān)鍵。在攝像機(jī)技術(shù)中，具有決定意義的的指標(biāo)還是要提高信噪比和碼流的壓縮率，ISP技術(shù)也必須持續(xù)不斷的在這兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。
　　
　　信噪比是客戶獲取到的有用信息與無(wú)用噪聲的比值，是攝像機(jī)信息獲取效率zui直接的衡量，從模擬攝像機(jī)時(shí)代起這個(gè)參數(shù)就是攝像機(jī)zui重要的指標(biāo)之一。近些年來(lái)攝像機(jī)的信噪比獲得了巨大的提升，其中大部分是感光元器件廠家的功勞。ISP技術(shù)在其中也做出了一定貢獻(xiàn)，例如更好的Debayer算法以及更好三維降噪算法，都明顯的提升了攝像機(jī)的信噪比，為我們帶來(lái)了更多的細(xì)節(jié)和更少的噪聲。
　　
　　而碼流壓縮率也是客戶十分渴望能有所提升的指標(biāo)，它對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸和存儲(chǔ)性能有著巨大的意義。近些年來(lái)編解碼標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)對(duì)碼流壓縮率的非常巨大，從已經(jīng)過(guò)時(shí)的H.263到zui近主流的H.264，到即將普及的H.265，每次編解碼規(guī)范的改進(jìn)都為我們降低了一半的碼流。這意味著原先只能傳輸標(biāo)清視頻的網(wǎng)絡(luò)在沒(méi)有硬件改動(dòng)的情況下可以傳輸高清視頻了，也意味著原先只能存儲(chǔ)一個(gè)月的存儲(chǔ)設(shè)備可以存儲(chǔ)兩個(gè)月了。通過(guò)改進(jìn)降噪算法、增強(qiáng)算法等，ISP也可以在不損失畫(huà)質(zhì)的情況下使碼流更低。
　　
　　結(jié)語(yǔ)
　　
　　ISP技術(shù)是繼編解碼技術(shù)后的又一個(gè)技術(shù)密集型模塊，各個(gè)芯片廠家和攝像機(jī)廠家都在進(jìn)行激烈的競(jìng)爭(zhēng)。誰(shuí)能夠提供更好的畫(huà)質(zhì)并為客戶提供更好的圖像處理功能，誰(shuí)才能夠在市場(chǎng)中占得一線先機(jī)。