深挖图像处理潜力,以最小面积与功耗挑战图像质量上限
- 郭紫文
“‘聪明’一词意为听觉灵敏、眼力敏锐,是人类智慧的象征。”Arm物联网兼嵌入式事业部业务拓展副总裁马健(Chloe Ma)表示,与人类对“耳聪目明”的追求类似,步入人工智能时代,机器视觉与听觉同样至关重要,在很大程度上决定了设备的智能程度。
自2020年以来,疫情这把“双刃剑”在很大程度上加速了全球数字化的转型。据Strategy Analytics数据显示,截至2025年,商用和消费类智能摄像头市场将突破450亿美元,较之去年的250亿美元,有望在五年内翻倍。

从高清商务视频会议、安防/智能监控、智慧城市到可视门铃、智能猫眼等,智能视觉应用已经广泛渗透至各行各业。智能视觉市场正以惊人的速度增长,新的创新与应用层出不穷,同时也对图像处理技术提出了更高的要求。
作为智能摄像头领域的领先IP提供商,Arm在图像处理领域深耕多年,拥有雄厚的技术积累和市场资源。顺应市场趋势,Arm推出了全新图像信号处理器Mali-C55,全面推动物联网及嵌入式视觉系统发展。
以最小面积与功耗挑战图像质量上限
对于智能视觉系统而言,智能摄像头不断朝着更高分辨率和更复杂图像处理方向发展,而ISP的性能也逐渐成为支持更高计算工作负载的关键因素。据马健介绍,Arm Mali-C55正是为了满足这些趋势和市场需求所设计的。与上一代ISP产品Mali-C52相比,Mali-C55不仅在画质和性能方面得到大幅提升,还在面积和能耗方面进行了深度优化。

从具体参数来看,Mali-C55的吞吐量高达1.2Gpix/sec,支持高达8路的多流处理。同时,此款IP可支持高达8K的图像分辨率和4800万像素的最大图像尺寸,显著提高了色调映射和降噪能力,实现了图像质量、吞吐量、功耗与芯片面积的最高效组合。
马健强调,与前代相比,Mali-C55芯片面积减少了一半,但品质和性能仍实现了大幅提升,这就意味着能耗和成本的进一步降低。此外,Mali-C55 ISP IP通过在边缘侧完美结合图像处理与人工智能,有效提升了边缘AI性能,在低功耗智能终端和边缘应用领域有着广阔的应用前景。
“Mali-C55的产品定位是面向商用、工业和消费类摄像头市场的一系列物联网和嵌入式应用,其中包括机器视觉和智能显示用例,涵盖从低成本、简单消费级到复杂的智能摄像头与视觉AI设备,再到高质量的安防摄像头系统。”马健表示,与市面上的同类竞品相比,Mali-C55 ISP能够在更小面积内,提供更高分辨率、更强的吞吐量以及更低的功耗。
以模块化设计适应灵活多元的市场需求
从健康医疗到半导体领域,从农业制造业到元宇宙,智能视觉技术扮演着越来越重要的角色。而人脸识别、物理识别等部署正在延伸至边缘侧,从而带动图像处理技术也朝着端侧发展。为了实现更高效的视觉系统设计,要求图像处理技术的更加易于配置,以满足复杂多元的市场需求。
在智能视觉系统中,从传感器获取原始图像后,会对原始数据进行时间降噪、空间降噪、色调映射等一系列处理。而传统ISP系统中处理流程相对固定,客户很难根据需求配置每个步骤的内容,或去掉某些步骤。反观Mali-C55 ISP,该IP采用了模块化设计,更易于配置,可根据客户目标应用所需特性和功能进行精准配置,为客户提供低延时、低能耗、面积优化的设计方案。
在图像处理流程中,Mali-C55可与ML加速器整合,调用NPU功能并运用大数据进行数据分析,通过把降噪和色调映射模块化设计,可支持各种画质、性能、能耗和面积的灵活组合。同时,该IP还可通过标准AXI和AHB接口,与现有Arm Cortex-A和Cortex-M系列CPU无缝对接。
据介绍,本次发布不仅包括了高性能Mali-C55 IP,还包括了软件驱动和ISP校准调试工具,便于开发者使用和配置先进图像处理能力,预计搭载Mali-C55的芯片与终端设备有望在2023年面市。

万物互联催生万物智能,赋能差异化创新
随着智能视觉市场高速发展,AI与ML逐渐趋向边缘。马健表示,每个高速发展的市场都会经历百花齐放的阶段,然后随市场渐趋成熟而愈发整合。智能视觉领域市场也不外乎此,企业间的差异化源于对不同算法和用例的优化方面。因而,Arm推出了物联网全面解决方案(Total Solutions for IoT),为芯片及系统合作商提供子系统,并协助其聚焦算法及用例的差异化创新。
“Arm以全面解决方案的产品方式协助客户响应市场需求。”据马健介绍,面向物联网及嵌入式领域,Arm策略聚焦于两个要点。其一是包括智能视觉、智能听觉等技术的边缘智能,是Arm解决方案投资的焦点;其二是MCU、NPU等通用市场,Arm希望推出更先进的产品,更好地支持AI、ML等工作负载。

在Arm物联网全面解决方案之上,智能视觉全面解决方案将会在未来进一步推出。而作为新一代高性能、低面积、易配置、超高清图像处理器IP,Mali-C55也将包含其中,为机器视觉提供更精确、更可靠的图像处理与分析能力。