[轉載]不止感測器：其實手機CPU也在影響拍照質量

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往往談及一款手機的拍照質量好壞時，稍懂一些手機常識的朋友往往首先想到的是感測器、鏡頭質量等等，而其實還有另外一個更願意處於幕後的低調工作者，而且其也正在越來越深的對智能手機拍照質量產生著影響，那就是相對其他複雜的技術模組最為大眾用戶熟悉的手機最核心——處理器。下面我們借用最新登場的驍龍820為例和大家簡單分享一下處理器對手機拍照質量產生了何種影響。

CPU也在影響拍照質量
之所以說是處理器，是因為相對而言處理器更為大眾所熟知，更容易被大家理解。其實更嚴格來說，我們這裏所說的是ISP和DSP兩個因素，而這都是集成在驍龍處理器（這裏我們習慣性的稱為 "CPU" ，準確說是 "SoC"，CPU、GPU、ISP、DSP都整合其中）的當中的重要模組，雖然並不像感測器、鏡頭那麼為大眾用戶所知，但其實二者在幕後相互協作的對手機的拍照質量發揮著顯著的支持作用。

ISP即“圖像信號處理器”，英文全稱“Image Signal Processing”，在手機晶片當中主要負責拍照部分，可以認為是手機相機的“大腦”，負責處理前端圖像感測器輸出的訊號，實現降噪等效果，另外，諸如HDR、人臉識別、自動場景識別等功能也是ISP的功勞。

驍龍820處理器集成的Spectra ISP是Qualcomm Technologies迄今為止最先進的雙圖像訊號處理單元，借助14位元雙ISP實現更自然的皮膚色調，同時支持三個攝像頭（例如一個前置攝像頭和兩個後置攝像頭），支持30fps零快門延遲拍攝最高2500萬像素照片；利用Spectra ISP的靈活複合自動對焦框架和支持下一代計算攝影的多感測器融合演算法改善照片質量。

類似於開頭所述，在手機當中，我們第一眼看到的是鏡頭，而在拍攝照片過程中，鏡頭的作用是聚集光線；之後圖像感測器會將通過鏡頭的光線記錄下來並傳遞光波的亮度和顏色，此時，“模擬”光波被聚焦並數位化。而其中ISP起到的是美化的作用。



ISP起到的是美化作用
此外，驍龍820為手機拍照提供了3項自動功能，提升拍照整體體驗和成像質量，即高級自動對焦、自動曝光和自動白平衡。經過820優化的對比自動對焦功能可以使手機在保證優質細節和良好清晰度的情況下實現更快速準確的抓拍，獲得普通手機無法獲得的體驗。

自動曝光和自動白平衡可探測拍照場景中不斷變化的環境光質量，並隨光線變化調整相機設置，確保適合的亮度和顏色。Qualcomm Technologies為自動曝光和自動白平衡提供的解決方案當中，通過複雜的演算法確定光線的顏色和強度範圍，並“通知”ISP和圖像感測器採用合適的處理方式，使得照片的對比度就不會過高或過低。

Spectra ISP最明顯體現的提升在於寬容度提升和弱光拍攝降噪優化。其借助動態的局部色調映射（LTM）技術，對色調重新映射而後疊加，從而實現高動態範圍圖像（HDR）。通過增強畫面陰影的層次，使細節更加清晰；並且改善對比度最終使照片更接近真實場景的自然色彩表現。其通過識別整體環境，在最大程度保證高光部分細節得以保留的情況下，將暗部進行適度提亮，表現出更多細節，保障照片（和視頻）整體具有更高的質量表現，這其中也有DSP的功勞。



弱光降噪優化和局部色調映射效果
DSP即“數位信號處理器”，英文全稱"Digital Signal Processing"，是CPU和GPU之外的另一個重要模組。驍龍820集成了Hexagon 680 DSP，可保證感測器在超低功耗下即時線上（保持開啟狀態）並具有更先進的低能耗圖像處理進程。除了以更高的效率分擔CPU、GPU當中費電的任務，涉及到拍照質量方面通過與Spectra ISP的協作可以提亮照片（和視頻）中的暗部，使其不至於過暗（具有更快的速度和更低的功耗，速度是前幾代驍龍速度的3倍，能耗僅為之前的10%），整體寬容度更高。


弱光情況下ISP和DSP能夠自適應地增亮視頻和照片中較暗的區域

可以預見的是，未來搭載驍龍820晶片的智能手機將具有比下階段更優秀的拍照（和視頻錄製）質量，而其中並不僅僅是感測器和鏡頭升級的功勞，驍龍820同樣會發揮不可忽略的作用。而這些並不是我們能夠簡簡單單從處理器的跑分高低上便做出優劣評判的。最大程度的提升處理器能夠帶來的綜合體驗，這是高通目前非常理智、而且明智的地方，本文所談其對拍照方面的更好支持是其中一個方面。