针对手机的Milbeaut图像信号处理LSI芯片

过去几年里，随着高像素数、高分辨率和全高清录像和播放功能在智能手机中的迅速普及，手机的相机功能取得了长足进展。虽然手机的应用处理器可以实现相机功能，比如快速摄像和在个人电脑和移动终端上浏览照片，但许多客户更喜欢专用图像信号处理器(ISP)，因为它们能提供与高端紧凑型数码相机相当的图像质量和效果。本文主要讲述富士通针对手机开发的Milbeaut Mobile图像信号处理LSI芯片的开发和性能。

1. 引言

凭借多样化的应用和功能，智能手机市场一直在不断扩大。而相机功能自从2000年被引入手机中以来，更是一路稳步发展，到如今已成为能够进行高像素数、高分辨率和全高清录像和播放的一项主要手机功能。

Milbeaut Mobile是适用于手机相机功能的一个图像信号处理器系列。它由富士通开发，从2003年开始畅销市场。接下来，我们将对Milbeaut Mobile系列做简要介绍，重点讲述最新Milbeaut Mobile处理器MBG046的系统架构、配置、功能和处理性能。

2. Milbeaut Mobile功能的演变

相机功能是通过使用一个安装在手机上既小又薄的专用镜头和图像传感器实现的。最初这些限制阻碍了手机提供像数码相机那样的图像质量。因此，ISP必须能够在这些严峻的制约条件下将镜头和图像传感器捕获到的图像质量提升到用户满意的水平。

2008年，第三代Milbeaut Mobile ISP集成了这样的数码相机功能，如静止图像连续自动对焦(CAF)、人脸检测和电子运动补偿等等(图1)。最新一代ISP(MBG046)几乎集成了所有相机功能。它还具有市场所要求的全高清(1920×1080像素)视频、视频CAF拍摄能力。

最近，随着成像装置的像素尺寸进一步缩小，像素越来越高，成像速度越来越快，图像质量问题逐步显现，ISP功能也在增強。

3. ISP架构

图像处理器模块是Milbeaut Mobile ISP的主要功能组件(图2)。它可顺次处理原始影像信号中从图像传感器接收的图像数据，包括去噪和其他校正功能，从而产生美丽的图像，并将图像转换成可以在移动终端或个人电脑屏幕上显示的格式。

该模块还可以利用硬件图像过滤器和CPU对存储在SDRAM(图像数据存储装置)中的图像数据进行额外处理(旋转和畸变校正、软件图像处理等)。这有助于实现灵活的高级图像处理，如人脸检测、高动态范围(HDR)复合处理、静止图像运动补偿、对象跟踪、全景图像生成与场景检测。

图1 Milbeaut Mobile ISP功能的演变。

注：AE：自动曝光;AF：自动对焦;ARM：利用ARM有限公司构建的平台进行高速处理;AWB：自动白平衡;CSC：色彩空间转换;CSI：相机串行接口;DMAC：直接存储访问控制器;EXT：外部;GPIO：通用输入/输出;I2C：内部集成电路;INT：内部;MIPI：移动行业处理器接口;PWM：脉宽调制;SIO：串行输入/输出;SPI：串行外设接口;UDC：USB设备控制器;YUV：由亮度和色差组成的信号格式。

图2 MBG046框图