安卓平臺(tái)首個(gè) 4K 電影人像模式，vivo在造芯之路上一騎絕塵

如今越來越多人使用手機(jī)記錄生活，隨之而來的是用戶對(duì)手機(jī)拍攝體驗(yàn)的關(guān)注度提升。影像能力已成為智能手機(jī)的重要技術(shù)高地之一，各手機(jī)廠商積極布局。

深耕影像領(lǐng)域十年的vivo 是其中的關(guān)鍵代表：2014年，vivo發(fā)布全球首款具備F/1.8超大光圈和光學(xué)防抖的智能手機(jī)XShot，是vivo 開始向影像方向發(fā)展的有力證明。2016年， vivo將品牌副標(biāo)識(shí)從“HiFi & Smart”更換為“Music & Camera”，代表影像成為了vivo重點(diǎn)發(fā)力方向之一。2019年，vivo確立了設(shè)計(jì)、影像、系統(tǒng)、性能四個(gè)長賽道。正是這一年，vivo開始走上自研芯片之路，持續(xù)投入影像賽道，從自研影像芯片V1到V2，做出良好口碑的X80、X90系列，再到最新推出6nm 制程的V3，可以看到vivo著眼長期技術(shù)創(chuàng)新，持續(xù)來打造軟硬件底層核心競爭力，夯實(shí)影像長賽道。

瞄準(zhǔn)獨(dú)立影像芯片賽道，長遠(yuǎn)布局
早在2017年，vivo X9s Plus 搭載和高通合作的獨(dú)立 DSP 影像優(yōu)化芯片。但如何更好地將主動(dòng)權(quán)掌握在自己的手里？通過自研芯片，將vivo眾多優(yōu)秀的自研算法放在硬件里，帶來極致算力與能效比，將“原來不可能的事成為可能”，來打造最可靠的護(hù)城河。據(jù)vivo內(nèi)部的芯片專家表示，目前階段 vivo 的芯片戰(zhàn)略不是做大型的Soc，而是專注做自己擅長的、具有 vivo 特色和差異化的功能。因此vivo緊鑼密鼓地布局影像芯片：2019 年底，手機(jī)行業(yè)開始進(jìn)入高幀率時(shí)代，用戶對(duì)于移動(dòng)影像和性能的要求有所提高，不局限于拍出清晰的影像，而是進(jìn)一步期待獲得更專業(yè)的攝影體驗(yàn)。洞察這些需求后，vivo想打造一顆影像+顯示增強(qiáng)類的外掛芯片。歷時(shí)2年多、投入超300人的研發(fā)力量，2021年vivo自研出第一顆自研專業(yè)影像芯片V1。V1芯片擁有高性能、低功耗、低延時(shí)的特性，擁有實(shí)時(shí)對(duì)游戲降噪插幀的能力以及“黑光夜視”功能，在一些固定算法上可降低約50%的功耗。由vivo X70系列首發(fā)搭載，上市后獲得了良好的市場反響。2022年4月，vivo推出“V1+”版本，搭乘在vivo X80系列。在影像上，針對(duì)夜景視頻進(jìn)行更精細(xì)化調(diào)優(yōu)，讓手機(jī)達(dá)到專業(yè)級(jí)“夜視儀”的水準(zhǔn)。還做到一“芯”二用，在游戲體驗(yàn)上，支持多款游戲插幀實(shí)現(xiàn)144幀，同時(shí)降低功耗。V1、V1+芯片有效驗(yàn)證了V系列自研芯片的巨大潛力，緊接著在同年11月，vivo發(fā)布V2芯片，采用全新AI-ISP架構(gòu)，片上內(nèi)存單元、AI 計(jì)算單元、圖像處理單元大幅提升，更創(chuàng)新打造 FIT雙芯互聯(lián)技術(shù)，在vivo X90系列、vivo X Fold2、iQOO11系列搭載V2芯片，和Soc芯片組成“旗艦雙芯”。7月30日，vivo發(fā)布了全新一代 V3影像芯片，成為國內(nèi)手機(jī)的重要里程碑。V3 采用 6nm 制程，能效比提升 30%。搭配多并發(fā)AI感知ISP架構(gòu)和第二代 FIT互聯(lián)系統(tǒng)，V3 有效降低功耗，并顯著提升效果。V3帶來了安卓平臺(tái)首個(gè) 4K 電影人像視頻模式，全自動(dòng)主題焦點(diǎn)檢測切換，實(shí)現(xiàn)電影機(jī)膚質(zhì)優(yōu)化和色彩處理。vivo成為首個(gè)實(shí)現(xiàn)安卓平臺(tái) 4K 級(jí)的拍后編輯功能的手機(jī)廠商。為何vivo要投入巨大來做獨(dú)立影像芯片？只為了給用戶極致的影像體驗(yàn)。原來沒有獨(dú)立芯片時(shí)，各類影像算法放在SoC、NPU上跑，占用其運(yùn)算單元，并產(chǎn)生高功耗和發(fā)熱，難以長時(shí)間運(yùn)算。vivo通過全新設(shè)計(jì)的多并發(fā)AI感知-ISP架構(gòu)和第二代FIT互聯(lián)系統(tǒng)，選擇一部分算力要求較高的算法“硬化”到V3上，SoC、NPU上只跑一些適合它們的算法，這樣一來，兩者協(xié)同運(yùn)算將會(huì)極大的降低功耗，再加上V3的6nm制程加持，使之前因功耗等原因無法做到同時(shí)開啟的一些算法功能實(shí)現(xiàn)了長時(shí)間同時(shí)開啟。充分利用兩個(gè)芯片的算力，實(shí)現(xiàn)高速協(xié)同計(jì)算，實(shí)現(xiàn)1+1算力大于2，但功耗小于2的效果。這意味著處理器配合V3芯片，可以加快像素處理速度，用戶體驗(yàn)會(huì)更好，所以上文說V3是國內(nèi)手機(jī)的“里程碑”。回顧vivo自研芯片歷程，始終堅(jiān)持以用戶導(dǎo)向的產(chǎn)品體驗(yàn)為原點(diǎn)，在用戶場景和自研技術(shù)雙輪驅(qū)動(dòng)下，不斷探索和突破，鑄造了V系列自研芯片的成功。
自適應(yīng)DCG-HDR技術(shù)，持續(xù)發(fā)力移動(dòng)影像
除了打造 “外掛式”的芯片利器外，為了給用戶提供更為出色的HDR視頻拍攝體驗(yàn)，在7月芯片行業(yè)知名的VLSI電路與技術(shù)研討會(huì)上，vivo提出全新的自適應(yīng)DCG-HDR技術(shù)，提高HDR視頻拍攝效果同時(shí)大幅降低功耗，該技術(shù)在不久的將來可通過定制CMOS底層芯片而實(shí)現(xiàn)。在攝影中有個(gè)詞叫“動(dòng)態(tài)范圍”，代表相機(jī)在從最暗到最亮部分所能捕捉到的數(shù)據(jù)量。在顯示器、手機(jī)、平板電腦等設(shè)備上，高清影像通過高動(dòng)態(tài)范圍HDR技術(shù)將不同的曝光程度照片自動(dòng)合成一張來展現(xiàn)。我們?cè)谑褂檬謾C(jī)拍攝視頻時(shí)，如果沒有HDR，成像效果和自己眼睛所看到的會(huì)有一定的差距。而打開HDR模式拍攝視頻時(shí)，功耗會(huì)大幅提升。目前基于圖像傳感器的移動(dòng)端HDR技術(shù)基本都是通過調(diào)節(jié)敏感度(ISO)及曝光時(shí)間來實(shí)現(xiàn)HDR視頻拍攝。其思路是采用多次讀取，然后合成，導(dǎo)致功耗增加。自適應(yīng)DCG-HDR技術(shù)通過仿人眼視覺的逐像素自適應(yīng)調(diào)制功能，植入圖像傳感器芯片中的自研IP實(shí)現(xiàn)，每幀只需讀取一次像素信息即可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)DCG-HDR技術(shù)，從而大幅降低HDR視頻錄制時(shí)的功耗，適用于夜景、晴天戶外，夜光人像等復(fù)雜場景的視頻錄制。由此可見，隨著用戶對(duì)影像期待值的不斷提高，vivo秉承以用戶體驗(yàn)為導(dǎo)向，不僅通過自研V系列芯片的迭代升級(jí)，還投入打磨前沿影像技術(shù)，全鏈路不斷賦能移動(dòng)影像創(chuàng)新。
軟硬件協(xié)同，推動(dòng)創(chuàng)新
除了硬件外，移動(dòng)影像的發(fā)展離不開算法算法在提供高質(zhì)量圖像和視頻體驗(yàn)、壓縮和編碼、增強(qiáng)和處理、分析和識(shí)別等方面起到了重要作用。vivo對(duì)自研算法進(jìn)行全面升級(jí)，打造強(qiáng)大的軟硬件協(xié)同能力。目前，vivo自研算法矩陣包括1個(gè)引擎（vivo原像引擎VOIE）和2大系統(tǒng)（超感人像系統(tǒng)、蒼穹夜景系統(tǒng)，覆蓋不同的應(yīng)用場景。vivo原像引擎從超清畫質(zhì)、臻彩還原、算力加速三個(gè)子模塊全面構(gòu)建底層基礎(chǔ)算法能力，超感人像系統(tǒng)、蒼穹夜景系統(tǒng)則基于“真實(shí)世界-成像系統(tǒng)-后處理算法”移動(dòng)影像理論體系，結(jié)合人像和夜景的核心用戶場景打造而成。正所謂 “獨(dú)行快,眾行遠(yuǎn)”，vivo 堅(jiān)持自主研發(fā)+聯(lián)合研發(fā)雙輪驅(qū)動(dòng)，積極與SoC平臺(tái)廠商聯(lián)合創(chuàng)新，如首發(fā)三星GN1、在X80系列中與聯(lián)發(fā)科進(jìn)行合作、聯(lián)合索尼推出VCS仿生光譜技術(shù)、與高通8Gen2進(jìn)行雙芯聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了4K芯片級(jí)“夜視儀”效果。并將一些優(yōu)秀算法、經(jīng)過用戶驗(yàn)證的功能給SoC平臺(tái)廠商做優(yōu)化，從而促進(jìn)共同成長。
造芯不易，堅(jiān)持長期主義
vivo 瞄準(zhǔn)影像賽道，基于10年軟硬件的積累，實(shí)力不容小覷，  從V1到V3自研芯片，再到創(chuàng)新算法、優(yōu)化用戶體驗(yàn)等來看，vivo將復(fù)雜留給自己，讓用戶便捷地帶來專業(yè)的移動(dòng)攝像體驗(yàn)，打造“人性化的專業(yè)影像”，實(shí)現(xiàn)和用戶的“雙向奔赴”：據(jù)Canalys發(fā)布的2023年第二季度中國智能手機(jī)市場報(bào)告顯示，vivo市場份額穩(wěn)居首位。當(dāng)前處于經(jīng)濟(jì)存量時(shí)代，消費(fèi)者換機(jī)周期延長，移動(dòng)影像作為用戶關(guān)注度最高的功能，各家手機(jī)廠商都在“卷”，自研芯片成為新的突圍方向，同時(shí)也存在巨大挑戰(zhàn)。因?yàn)樾酒旧淼膹?fù)雜性決定這是一個(gè)長期投入巨大的人力、資金的方向，想取得芯片的成功絕非一日之功。加上大環(huán)境的不確定性，如華為芯片受阻、OPPO收縮哲庫業(yè)務(wù)線，造芯之路并不好走。但不管如何，為中國手機(jī)行業(yè)的出路不斷嘗試、勇于創(chuàng)新、努力前行的企業(yè)，都是值得尊敬的。而vivo等無懼挑戰(zhàn)，堅(jiān)持“死磕”芯片技術(shù)，打造差異化產(chǎn)品的企業(yè)，未來我們也有許多的期待。

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