作者：电子创新网张国斌
近年来，随着AI（人工智能）技术与应用深度融合，AI ISP（人工智能图像信号处理器）作为图像处理领域的重要创新，展现出了显著的潜力和发展前景。
AI ISP（Artificial Intelligence Image Signal Processor，人工智能图像信号处理器）是一种结合了人工智能技术和传统图像信号处理的创新型处理器。它用于将图像传感器捕获的“原始图像”进行处理和优化，使其更符合人类视觉和应用需求。AI ISP在传统ISP的基础上，增加了深度学习和神经网络的能力，以实现更高效和灵活的图像处理。
传统的ISP（Image Signal Processor）主要使用固定的图像处理算法进行操作，如去噪、锐化、色彩校正等。AI ISP则使用人工智能技术来学习并优化这些图像处理步骤，使其适应不同的光照、场景和用户偏好。通过神经网络模型，AI ISP可以实时分析并改进图像质量，执行包括复杂的像素级处理。
那AI ISP未来有哪些发展趋势呢？在贸泽电子芯英雄联盟最近一期直播中，爱芯元智半导体股份有限公司ISP负责人、系统架构师张兴作为直播嘉宾与大家做了分享。
张兴认为AI ISP通过结合传统ISP的图像处理能力与人工智能算法，提供了更强的图像处理效果。传统ISP在处理复杂场景时，往往面临效率和质量上的瓶颈。AI ISP通过引入深度学习和神经网络，能够进行像素级的智能处理，提升图像的清晰度、降噪效果和动态范围的表现力。例如，AI ISP能够在极限光照环境下自动调整参数，显著提高图像的解析力和稳定性。
他介绍说爱芯元智半导体股份有限公司成立于2019年5月，致力于打造世界领先的人工智能感知与边缘计算芯片，服务智慧城市、智能驾驶、机器人以及AR/VR等巨大的边缘和端侧设备市场。
爱芯元智公司的AI ISP采用了混合精度、存算一体的架构设计，使得在有限的功耗下仍能达到高算力。与传统图像处理相比，AI ISP能够实现多种算法并行工作，尤其在去噪、差值和锐化等方面的表现更加自然、问题更少。
他指出AI ISP已逐渐应用于各类场景，如智能城市、视频监控、车载应用、无人机、AR/VR等。不同应用场景对图像处理的要求各异，例如，高帧率视频监控需要保持图像的清晰度和稳定性，而无人机则需在低功耗条件下处理深度信息和物体识别。AI ISP的灵活性使其能够适应这些多样化需求，提高了产品的竞争力。
此外，随着隐私保护和实时性要求的提高，端侧处理逐渐成为趋势。AI ISP通过在本地进行数据处理，减少了对网络传输的依赖，从而在隐私保护和低延迟上表现更为出色。特别是在自动驾驶、无人机和工业机器人等应用中，端侧处理能实现毫秒级响应，保障系统稳定运行。
不过他也表示尽管AI ISP技术取得了重大突破，但在实际应用中仍面临一些挑战。例如，模型泛化能力不足和参数调节的复杂性在多样化的硬件和场景中表现得尤为明显。此外，AI ISP的延迟问题也需要通过系统优化和新型架构设计来进一步降低，确保其能够满足高实时性场景的需求，如医疗内窥镜等对延迟要求极高的领域。
AI ISP的未来趋势
张兴认为未来AI ISP的发展将主要聚焦于以下几个方面：
解决极端场景问题：继续提升AI ISP在夜间、雾天和高动态范围场景下的表现，使其在复杂光照条件下保持图像质量的稳定输出。（如下右图和上图对比所示）
技术标准化：随着AI ISP技术的快速发展，逐步形成统一的行业标准，帮助开发者在不同设备和平台间更好地实现技术对接和兼容。
扩大端侧使用场景：通过优化AIISP效果，进一步AIISP在常用场景的使用频率，降低其实现难度并提高和传统的ISP效果差别，以满足更广泛的实时处理需求。
他指出爱芯元智在AI ISP领域具备以下优势：
核心技术创新：爱芯元智自主研发了爱芯智眸®AI-ISP技术，突破传统ISP的局限，通过AI赋能，实现了如HDR、3DNR、RLTM和Demosaic等关键模块的AI化，显著提升了图像处理性能。
自研混合精度NPU：公司同步自研了爱芯通元®混合精度NPU，支持多种数据精度（如FP16、INT4、INT8、BF16等），在保证模型精度的前提下，大幅降低功耗和发热量，提升AI-ISP的处理效率。
真黑光全彩成像等多种AI ISP算法：爱芯智眸®AI-ISP在<0.01Lux的极低照度下，无需补光即可实现全彩成像，色彩饱和度≥100%，并能保证运动物体无明显拖影、透视或鬼影，满足智慧城市、智能交通等场景的需求。 也可以在白天等场景使用AI超分辨率进行解析力提升.
端侧处理能力：爱芯元智的AI-ISP技术适用于端侧和边缘侧设备，具备高算力、低功耗、高算力利用率等特点，满足智能手机、运动摄像头等消费电子产品的需求。
灵活适应多场景应用：通过AI模型的灵活性，爱芯智眸®AI-ISP技术覆盖广泛的应用场景，如智慧城市、智能交通、智能手机等，降低了AI综合应用成本，提升了产品的市场竞争力。
张兴表示AI ISP未来的发展潜力巨大，特别是在智能城市、自动驾驶和高端消费电子产品中的应用，将带动相关市场的进一步拓展。AI技术的不断优化和模型库的扩展将为AI ISP的性能提升提供更为广阔的空间。（完）
对此直播有兴趣的朋友可以登录如下网址观看直播回放。
https://v.eetrend.com/content/2024/100585352.html
贸泽电子“芯英雄联盟”直播是电子创新网新推出的一档知识分享型直播栏目，每期直播邀请半导体产业资深专家与电子创新网CEO张国斌先生一起分享产业趋势、探讨技术未来，助力本土半导体业者创新！
如果您有意在直播间探讨新技术新产品，请联系张国斌 18676786761（可加微信）
注：本文为原创文章，未经作者授权严禁转载或部分摘录切割使用，否则我们将保留侵权追诉的权利
