為汽車打造新一代影像處理功能 ARM推出Mali-C71影像訊號處理器 (ISP)

全球IP矽智財授權領導廠商ARM今(25)宣佈推出ARM Mali-C71 影像訊號處理器(ISP)，因應汽車影像處理所面臨的挑戰，包括在極端條件下對影像進行快速的處理和分析，符合嚴格的汽車安全標準設計需求。Mail-C71亦是ARM Mali Camera家族首款問市的產品。

隨著科技不斷演進，汽車已成為創新平台，不僅持續改變駕駛人的經驗，更越來越接近真正全自動駕駛的理想境界。先進駕駛輔助系統(ADAS)是這波演進潮流中不可或缺的關鍵。各種新型ADAS應用，像是取代後視鏡的攝影機、駕駛人昏睡偵測、以及行人保護系統，紛紛推升對車載影像處理功能的需求。要促成這些技術，必須在車中裝設更多攝影機，根據Strategy Analytics的預測，未來幾年大多數高端量產車預估將搭載多達12部攝影機。

然而，這類複雜攝影機技術除了必須在最極端的條件下快速處理與分析影像，還得針對嚴格的汽車安全標準量身設計。因此根本不可能直接延用智慧手機的標準型攝影機，或甚至消費型錄影機的技術。ARM Mali-C71即是為了因應這些挑戰所推出的產品。Mali-C71特別在設計之初即考量到先進駕駛輔助系統(ADAS)系統單晶片(SoC)的各式需求，包括能針對持續變化的光照以及天候條件進行調整。

影像訊號處理器(ISP)持續演變的角色

隨著每部汽車搭載攝影機的數量持續攀升，感測器融合技術的智能度越來越高，ISP功能 – 將原始像素透過處理成高品質影像然後傳到螢幕 –編碼以及運用電腦視覺演算法進行後續處理，這些作業均集中在ADASSoC中完成。因此SoC除了要管理多部攝影機，還須提供汽車市場要求的可靠度與最高等級的安全性。這方面必須採取新的作法，運用內建功能性安全機制以及平行虛擬處理技術，將結果輸出到各種電腦視覺應用。直到最近，想要用單一SoC來實作這樣的功能一直都是難以企及的目標。

Mali-C71: 汽車級清晰度與可靠度

汽車攝影機必須提供最高的清晰度與可靠度。當攝影機輸出訊號送到螢幕時，影像品質就至關重要。以替換後視鏡(mirror replacement)的攝影機為例，Mali-C71提供超寬動態範圍(UWDR)，最高達24 級(在某些實例中，提供的細膩度甚至超越人眼所見的範圍)。相較之下，最好的數位單眼相機能達到約15級的動態範圍。它能移除攝影機拍攝影像的雜訊與處理多重曝光，製作出超寬動態範圍畫格，然後傳送到螢幕或電腦視覺引擎。

當攝影機用來作為ADAS的輸入訊源 – 像是行人保護或駕駛人瞌睡偵測系統 – 就必須符合最嚴格的可靠性與功能安全性標準。透過超過300個專屬故障檢測電路，Mali-C71具備低延遲與先進錯誤偵測機制，使其能達到系統層級認證以符合各項功能安全性標準(像是ISO26262、ASIL D、IEC 61508、以及SIL3)。ARM提供完整的參考軟體，能用來控制ISP、感測器、自動白平衡與自動曝光，另外還擬定多項計畫，準備開發完整的汽車軟體以符合ASIL規範。

下一代ISP必須同步多工，除了要生成資料讓系統著色然後顯示在螢幕上，同一時間還必須處理供電腦視覺引擎使用的資料。這些作業的需求反差甚大，Mali-C71提供單一化硬體IP，能從同一個影像管線提供兩個經不同處理程序的輸出結果。

隨著汽車產業持續加快腳步實現完全自動駕駛汽車的願景，Mali-C71除了提供高品質的顯示輸出，讓駕駛人迅速做出正確的選擇; 同時還為電腦視覺引擎提供可靠的資料，在汽車處於可控制狀態下做出各項安全決策。