图像信号处理ISP有哪些产品趋势？

国内手机厂商在高端化进程中，自研芯片不是新鲜事，从小米澎湃C系列、vivo芯片V系列，到OPPO曾经发布的专用NPU芯片MariSilicon X，这些自研芯片均与图像信号处理（ISP）相关，涉及使用算法实现校正失真、消除噪声、调整亮度和对比度等图像视频增强功能。

国内手机厂商自研芯片以影像芯片为切入点，源于ISP影像核心技术和系统定制能力相对容易掌握，有助于实现产品差异。

然而，芯片的功能越来越密集，设计集成度提升，ISP作为功能模块被集成到SoC芯片中变得更加常见，也就出现了不同的ISP产品形态。

ISP产品形态多样化传统ISP通常为独立芯片，代表厂商为富瀚微；CMOS图像传感器（CIS）通常集成ISP，比如思特威的产品主要是集成ISP的CIS，豪威科技（OmniVision）具有更丰富产品组合，布局“ISP芯片+集成ISP的CIS”；NXP、Nextchip在ISP方面的产品形态主要为“ISP芯片+集成ISP的自动驾驶SoC”；面向汽车市场，Mobileye、NVIDIA、黑芝麻智能等厂商也推出了集成ISP的自动驾驶芯片。

独立ISP芯片性能强、成本高；集成式ISP成本低、面积小、处理能力不及独立芯片。总体来说，推动集成ISP的主要是CIS厂商；汽车主控SoC供应商也开始在其产品中集成ISP，可降低摄像头硬件成本和尺寸，解决高像素摄像头散热问题。

图注：全球ISP相关厂商（来源：芯查查）

图注：三种ISP方案人工智能与ISP融合ISP的技术进步之一是运用AI增强图像和视频质量，AI ISP芯片应运而生。

AI提升消费电子中的ISP水平，常见的作用是在弱光条件下降低图像噪声、提高图像清晰度；识别图像中的各种场景或物体，实现相应的控制功能。

在自动驾驶汽车领域，AI ISP处理实时图像，准确识别汽车周围环境，辅助驾驶决策。AI主要克服传统ISP在照明条件不佳、或者高速移动情况下的成像问题，增强汽车对潜在危险做出反应的能力，提高行车和道路安全。

在安防领域，AI ISP更有效地处理闭路电视图像，帮助检测可疑活动、识别人脸或识别无人看管的物件，提供实时警报和增强整体安全措施。

ISP汽车前装市场受益于自动驾驶和ADAS自动驾驶和ADAS兴起，实时图像处理至关重要，要求ISP近乎实时地执行对象跟踪、运动估计和深度感知等复杂任务。同时，车载摄像头数量不断增加，摄像头不仅被用于自动驾驶和ADAS，还被用于驾驶员监控系统和整体态势感知，因此需要能够同时处理多个视频流的复杂ISP。应用场景和设计要求的变化对ISP提出了更高的要求。

图注：汽车使用摄像头数量

在汽车前装市场上，ISP用于驾驶辅助系统和车载娱乐系统。在驾驶辅助系统中，ISP芯片实现高清晰度的摄像头图像处理，对自动紧急制动、盲点监测、车道保持辅助等至关重要。汽车厂商越来越多地在车载娱乐系统中使用高清晰度显示屏和多媒体功能，推动ISP的单车使用数量。

在汽车后装市场上，ISP应用相对较少，因为目前消费者对于后装ISP需求相对较低，汽车后装市场规模较小。但是随着安全意识高涨，对驾驶辅助和安全监控功能需求增加，后装市场潜力也在逐渐释放。

部分国内ISP厂商根据芯查查产业链地图显示，ISP主要品牌包括PIXELPLUS、富瀚微、德州仪器、ADI、意法半导体等，其中国内厂商富瀚微产品比较丰富，包含数款车规级产品。根据公开资料，下文介绍3家ISP国内厂商的产品，仅供参考。

1、富瀚微

富瀚微产品包括安防视频监控多媒体处理芯片、数字接口模块，包括ISP芯片、IPC SoC芯片、DVR SoC芯片和数字接口模块。富瀚微的ISP产品已演进到第7代，在图像增强、降噪、宽动态、色彩还原、低照度等方面产品表现较好。

图注：富瀚微ISP部分产品（来源：芯查查）

富瀚微2023下半年车规级ISP随着设计导入结束，预计会贡献营收。此外，富瀚微半年报显示，2023年上半年营业收入88,352.30万元，同比下降24.09%；实现归属于上市公司股东的净利润12,848.64万元，同比下降46.96%。其中，第二季度，公司实现营业收入46,783.07万元，环比一季度上升12.54%，实现归属于上市公司股东的净利润6,998.43万元，环比一季度上升19.63%；营收和利润均开始环比上升。

报告期内，公司研发投入14,722.08万元，占营业收入比例16.66%。主要投向高性能人工智能边缘计算系列芯片项目、车用图像信号处理及传输链路芯片组、高性能视觉处理SoC项目、新一代系统平台项目、多标准视频编解码器项目的开发，以及新技术的预研、研发人力等。截至2023年6月30日，公司有研发人员407人，占公司员工总数的84%，硕士及以上学历201人，占研发人员比例49%，本科学历203人，占研发人员比例50%。

2、芯原微电子

芯原微电子（下文称芯原）是一家提供芯片定制服务和半导体IP授权服务的企业，推出一系列AI-ISP、AI-GPU。芯原AI-ISP利用人工智能技术解决了传统ISP面临的挑战，比如低光、降噪、去马赛克、HDR和快速准确的自动对焦。

芯原的“FLEXA”技术将AI引擎与ISP IP相结合，实现增强功能的同时在ISP和AI引擎之间不引入额外帧缓冲延时和DDR带宽。芯原AI ISP技术可帮助客户在智能手机、安防摄像头、汽车等产品和应用领域实现低功耗AI降噪。

图注：芯原正在研究的ISP相关项目（来源:芯原）

在图像信号处理器技术上，芯原的关键技术包括ISP高动态范围处理、去镜头阴影、去坏点、时域和空域去噪声、彩色噪声抑制、动态范围压缩、去马赛克插值、伽马校正、对比度增强、边缘增强、色彩校正、图像缩放、自动曝光、自动白平衡、自动对焦、与传感器系统交互以及标定，调试软件工具开发。

芯原图像信号处理器产品线包括ISP8000Pico、ISP8000Nano、ISP8000L、ISP8000、ISP8200L-FS、ISP8200-FS、DW100、DW200、DW200-FS等产品，可针对不同应用市场优化芯片面积和成本。

在车规级产品方面，芯原2021年推出ISO26262 ASIL-B级别汽车功能安全标准认证的ISP8000L-FS版本；2022年6月再度获得IEC 61508:2011SIL 2级工业功能安全标准认证，以上证书均由功能安全咨询公司ResilTech颁发。

此外，芯原研究并定义了新一代的ISP8200系列产品，单个ISP IP支持高达8颗摄像头和2.0GPixel/s的高吞吐率像素计算，基于ISO26262开发流程并设计实现车规安全机制，可以满足无人驾驶领域的应用需求，在市场上具备较强的竞争力。

3、国科微

国科微在ISP和视频编解码技术上形成深厚积累，其高清智能网络摄像机SoC芯片集成嵌入式中央处理器、图像信号处理模块、视音频编码模块、视频智能算法处理模块、安全加密模块、网络接口模块、存储模块等，核心技术是ISP及编码模块。

国科微在ISP、编解码、NPU等核心技术持续投入，新一代普惠型智能视频编码芯片已完成样片验证以及客户侧导入，进入批量推广阶段；该芯片集成轻量级边缘算力加速引擎，将为市场提供更具性价比的智能解决方案。

图注：国科微视频编解码芯片集成ISP技术（来源：国科微、国海证券）

上半年，国科微视频解码系列芯片产品实现销售收入159,058.55万元，同比增长49.13%，占公司上半年营业收入的62.60%。视频解码系列芯片产品主要有GK62系列、GK63系列、GK65系列、GK67系列以及GK68系列等，分别对应高清机顶盒芯片、超高清4K机顶盒芯片、超高清8K机顶盒芯片、TV/商显芯片和AR/VR处理芯片，产品具有高集成度、低功耗等特性，支持TVOS、国密、AVS等多项国产技术标准。

小 结ISP运用领域很多，同样具有潜力的应用还包括：在虚拟现实（VR）和增强现实（AR）中，ISP用以生成逼真图形并增强用户体验；ISP在工业环境中检查产品，检测缺陷和分析生产过程，提高产品质量并降低制造成本；ISP使机器人能够感知周围环境并与之互动，推进机器人技术并增加其在各个行业的采用；ISP可以帮助提高无人机摄像头的图像质量和稳定性，ISP还可以实现目标跟踪、地形建模等高级功能，为无人机应用提供更多可能性。

ISP国产化已经渗透许多细分领域，厂商关注产业链整合，与上游CIS、算法等相关厂商进行合作，实现从硬件到软件的全面掌握，将有助于提升产品竞争力和市场占有率。

审核编辑 黄宇