ARM今天正式發(fā)布Mali-C71圖像信號(hào)處理器(ISP)，應(yīng)對(duì)汽車圖像處理所面臨的挑戰(zhàn)，包括在極端條件下對(duì)圖像進(jìn)行快速的處理和分析，符合嚴(yán)苛的汽車安全標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。Mali-C71也是ARM Mali Camera系列的第一款產(chǎn)品。

隨著技術(shù)的演進(jìn)，汽車已經(jīng)成為一個(gè)充滿活力的創(chuàng)新平臺(tái)，不僅正在改變駕駛者的體驗(yàn)，也使得真正的自動(dòng)駕駛離我們?cè)絹碓浇?。先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)是這一技術(shù)演進(jìn)的一個(gè)不可或缺的關(guān)鍵。一些最新的ADAS應(yīng)用，例如更先進(jìn)的后視鏡、駕駛員疲勞檢測(cè)以及行人保護(hù)系統(tǒng)，都對(duì)車內(nèi)圖像處理提出了更高的要求。這些技術(shù)要求更多數(shù)量的車內(nèi)攝像頭;據(jù)Strategy Analytics的預(yù)計(jì)，在未來幾年內(nèi)，絕大部分市售高端汽車將裝有至多12個(gè)攝像頭。

但是，這一類復(fù)雜攝像技術(shù)必須能夠在極端條件下對(duì)圖像進(jìn)行快速的處理和分析，并且符合嚴(yán)苛的汽車安全標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。將智能手機(jī)或者消費(fèi)級(jí)視頻攝像機(jī)中所使用的標(biāo)準(zhǔn)攝像技術(shù)整合到汽車內(nèi)是不可行的。ARM Mali-C71正是為了應(yīng)對(duì)這樣的挑戰(zhàn)應(yīng)運(yùn)而生，在其設(shè)計(jì)過程中完全考慮到了ADAS片上系統(tǒng) (SoC)的需求，包括根據(jù)極端的照明和氣候條件作出調(diào)整。

圖像信號(hào)處理器(ISP)的作用正在改變

隨著每輛汽車內(nèi)攝像頭數(shù)量的增加以及傳感器融合技術(shù)變得越來越智能，ISP的功能——對(duì)原始像素進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的圖像以用于顯示，進(jìn)行編碼并由計(jì)算機(jī)視覺算法進(jìn)行進(jìn)一步處理——正在被集中到ADAS SoC之上。因此，SoC需要能管理多個(gè)攝像頭，滿足對(duì)汽車可靠性和最高級(jí)別安全性的要求。這就要求有一種既具備內(nèi)置功能安全特性，又能處理傳輸并行信號(hào)的計(jì)算機(jī)視覺處理方案。一直以來，在單一SoC上實(shí)現(xiàn)這一處理方式是難以達(dá)成的。現(xiàn)在，這一切得以改變。

Mali-C71: 汽車級(jí)清晰度和可靠性

汽車攝像頭需要提供最高級(jí)別的清晰度和可靠性。當(dāng)攝像頭輸出被用于顯示時(shí)，圖像質(zhì)量是至為重要的。下圖所示就是一個(gè)后視鏡的例子。Mali-C71能夠提供高達(dá)24檔(24 stops)的超寬動(dòng)態(tài)范圍(UWDR)——在某些情況下，所提供的細(xì)節(jié)甚至超出了人眼所能辨識(shí)的范圍。相比較而言，最好的單反相機(jī)只能達(dá)到大約15檔的動(dòng)態(tài)范圍。Mali-C71能夠進(jìn)行多重曝光處理，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪與合成，從而得到一幅超寬動(dòng)態(tài)范圍的圖像，并將它發(fā)送到顯示設(shè)備或計(jì)算機(jī)視覺引擎。

圖片說明：為了在光線充足的情況下探測(cè)站在陰影里的行人，攝像頭必須具備足夠的動(dòng)態(tài)范圍來對(duì)所獲取的情景中的所有元素進(jìn)行辨識(shí)。

當(dāng)攝像頭被用作ADAS的輸入時(shí)——例如，作為行人保護(hù)或者駕駛員疲勞檢測(cè)系統(tǒng)的一部分——它需要滿足最嚴(yán)苛的可靠性和功能性安全標(biāo)準(zhǔn)。Mali-C71的設(shè)計(jì)滿足包括ISO26262、ASIL D、IEC 61508和SIL3在內(nèi)的功能性安全標(biāo)準(zhǔn)，并將提供針對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)的安全包。該圖像信號(hào)處理器有超過300個(gè)專用故障探測(cè)電路，能夠提供低延滯和先進(jìn)的錯(cuò)誤檢測(cè)。ARM提供用于控制圖像信號(hào)處理器、傳感器、自動(dòng)白平衡以及自動(dòng)曝光的所有參考軟件，并計(jì)劃開發(fā)完整的、ASIL合規(guī)的汽車軟件。

下一代圖像信號(hào)處理器不僅要生成能夠用于顯示的數(shù)據(jù)，還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以用于計(jì)算機(jī)視覺引擎，且二者必須同步進(jìn)行。這些任務(wù)有著截然不同的需求，而Mali-C71以單個(gè)硬件IP，成功實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)流水線生成兩種不同的圖像處理結(jié)果。

汽車行業(yè)正在持續(xù)加速實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛的愿景。Mali-C71將提供顯示所需的高質(zhì)量圖像輸出，幫助駕駛員迅速做出正確的選擇;也將同步地為計(jì)算機(jī)視覺引擎提供可靠的數(shù)據(jù)，幫助它在控制汽車的時(shí)候做出安全的決定。