影像處理器

所謂影像處理器，就是固化到數位相機主機板的一個大型的積體電路晶片，主要功能是在成像過程中對CCD（或CMOS）蓄積下的電荷信息進行處理，用於完成數碼圖像的壓縮、顯示和存儲。

基本介紹

• 中文名：影像處理器
• 外文名：Image Processor
• 拼音：yǐng xiàngchuliqi
• 主流品牌：8個

產品介紹

它在數位相機的整個工作流程中起到了非常關鍵的作用，數位相機之所以能夠成像，原理是鏡頭用來採集光線，感光器把採集到的光線轉化成數位訊號，而影像處理器則把這些數位訊號加以處理，最終轉化成圖像。

作用

在數碼成像的工作流程中，鏡頭和感光元件的工作都是基礎性的，影像處理器的工作則是決定性的。數位相機最終能拍攝出什麼樣的圖片，圖片色彩的豐富性和飽和度、圖片的整體層次感、圖片效果的細膩程度、細節部分的表現力等，都要經過影像處理器的處理之後，才能展現出來。

除了對成像的決定性影響之外，影像處理器還有其他很多重要的作用。首先是相機的整體操作回響速度，比如開機速度、對焦速度、拍攝間隔等。只有影像處理器保持正常、高效的運轉，才能在單位時間內快速、準確地處理完大量數據，進而提升相機的操作回響速度。其次是相機的電池續航能力，如果影像處理器的工作流程儘可能地合理，那么就能減少很多電力的損耗，進而延長電池的續航能力。

主流品牌

影像處理器技術經過長期發展，相對已經比較成熟，各大相機廠商也都推出了自己的特色影像處理器作為一個賣點，並且為之單獨命名；主流品牌影像處理器包括：

佳能：DIGIC II、DIGIC III、DIGIC 4、DIGIC 5、DIGIC 5+數碼影像處理器

索尼：Bionz真實影像處理器

佳能:DIGIC影像處理器掠影

奧林巴斯：TruePic Turbo、TruePic III影像處理器

富士：RP自然影像處理器

松下：VENUS（維納斯）II代、III代影像處理器

卡西歐：EXILIM影像處理器

尼康：EXPEED、EXPEED2、EXPEED 3圖像處理器

賓得：PRIME真實影像處理器

特點

佳能

佳能：DIGIC II、DIGIC III、DIGIC 4數碼影像處理器概念及其特點

DIGIC影像處理器是佳能公司針專為佳能數位相機設計開發的，於2002年正式推出，它相當於佳能數位相機的“大腦”。DIGIC是佳能的第三代影像處理器技術，也是佳能第一次為影像處理器命名。它通過整合CCD控制、AE/AF/AWB、信號處理、JPEG壓縮、存儲卡控制和液晶屏顯示這六項關鍵環節，可以拍出高質量的圖片。在信號處理時，相同的複雜算法比其他品牌處理時間更短，並且在運算過程中針對噪點也進行了處理。此外，DIGIC處理器還可以更好的利用快取，在快取中能夠迅速將RAW轉換成JPEG圖像。

DIGIC影像處理器中的核心技術是被稱之為iSAPS（intelligent Scene Analysis based on Photographic Space）的智慧型場景分析技術，iSAPS技術能夠通過對用戶可能拍攝場景的預分析，自動最佳化對焦的掃描範圍，從而保證了高速對焦。這項技術還可以通過預分析用戶可能拍攝的場景，提供最佳化的算法，實現精確曝光和白平衡。

就DIGIC技術的整體效果而言，其性能優勢主要集中在以下幾個方面：

1、高光部分的圖像層次得到改善，以往高光部分缺乏層次被很多用戶認為是動態範圍不夠，其實這和圖像處理器也有很大關係，因為運算能力不夠，很多細節層次就有可能被丟棄了。IGIC晶片的高性能圖像處理能力保證了即時快速的處理，能夠最大程度地在處理過程中保存圖像信息。

2、高解析度與高信噪比同時實現，這同樣是DIGIC晶片處理能力提高帶來的優勢，在高速圖像處理器、高速的內部數據傳輸以及最佳化的處理流程幫助下，高解析度與高信噪比帶來的大數據量運算自然不在話下。

3、採用DIGIC晶片更加節省電源，由於DIGIC晶片處理速度高，因此同樣的計算過程花費的時間就少，再加上高度的功能集成，自然比較省電。

佳能最新研發的DIGIC III數碼影像處理器，使相機的起動速度提升30%，不但提升相機的操作性能，更配備更先進的運算能力，能夠在極短時間內處理大量影像數據，有效抑制噪聲操作，速度更快，對焦速度及準確性大幅提高，將細緻鮮明的亮麗影像一一重現。

在2008年9月，佳能全新發布了DIGIC 4影像處理器。在DIGIC4強大性能的支持下，新的相機更加有利於拍攝人物，更加有利於降低噪點，也更有利於拍攝短片。面部優先對焦的精確度和面部追蹤的性能都大大提升，新加入的伺服自動對焦，智慧型校正對比度技術，面部優先自拍，以及全新的H.264編碼短片都深受消費者們的歡迎，無論是相機的相應速度，照片畫質和實用功能都得到了大力的增強。

最新的影像處理器包括：

1.面部優先AF

2.伺服自動對焦

3.升級的運動檢測

4.更智慧型的ISO調整

5.先進的只能校正對比度

6.降噪功能大幅度提升，照片更細膩清晰

7.支持更好的短片拍攝

DIGIC 5在全解析度的高速連拍高清的情況下，達到了每秒10.3幀的捕獲率，並且支持全高清1080p視頻和智慧型防抖。而且新的DIGIC 5處理器比DIGIC 4處理器快6倍，噪音小於75%。它能夠自動檢測出32種場景，實現“智慧型”拍攝。在背光及黑夜環境下拍攝時，使用第五代DIGIC處理器的新品數位相機，能夠自動檢測出這種場景，並自動幫助用戶調整明暗對比度，讓人物的臉部保持光澤，同時，後面的陽光、天空等背景卻不至於過爆，呈現一片通白。

DIGIC處理器共有5代。在多年數位相機研發的技術積累之上，佳能推出了DIGIC數字影像處理器，這是佳能EOS數碼單眼相機的“大腦”，它的出色表現直接帶來了EOS的高品質。DIGIC是一種多功能的專用處理器，它集圖像感應器控制器、自動白平衡、信號處理、圖形壓縮、存儲卡控制和液晶屏顯示控制等功能於一身，由於專門為數位相機設計，以往需要在晶片間大量傳輸的數據變成了單個晶片內部的數據流，DIGIC在最終圖像效果、處理速度、耗電量等方面具有非常明顯的優勢。

索尼

索尼：Bionz真實影像處理器概念及其特點

數位相機中最核心的技術也是能左右數位相機畫質的要素當屬影像處理器，各大數位相機廠商各顯神通，開發出自己的影像處理器。作為消費類電子產品的老大哥，索尼在這一領域的表現尤為突出，2003年就推出了自己的特色影像處理器，並將它命名為“真實影像處理器”。該處理器採用0.13毫米製造工藝，具有1300萬個電晶體，與以往的產品相比大大提高了處理速度，並且能節約電量約30%，還能有效的減少拍攝間隔時間。

至2006年，索尼在其首款數碼單眼相機α100中套用了全新的Bionz影像處理器，隨後2007年春季索尼推出七款消費級數位相機中也融入了Bionz影像處理器。索尼Bionz影像處理器具備的DRO最佳化功能為進行高質量拍攝提供了可能，新的人臉檢測功能有助於拍攝更加美麗的人像照片。

Bionz影像處理器最初套用在索尼的數碼單眼相機上，能夠高速處理高解析度的圖像，可以在進行高感光度拍攝時進行降噪，並提高自動對焦、自動曝光、自動白平衡、色彩還原及其他功能的速度和精確度。輸出更高的圖像質量。

使用了Bionz影像處理器之後最大的得益就是畫面暗部及亮部的細節和信息得到了最大化的保留。同時處理器會根據直方圖的信息來判別曝光時需要補償。這項技術大大加強了初學者作品的成功率，即使是專業攝影師也可以省卻很多麻煩的步驟，讓攝影變得更輕鬆。

使用了Bionz影像處理器後第二得益的便是人臉檢測功能。相機會高速檢測並跟蹤人臉的位置，處理器確保高速的對焦並且及時調整合適的曝光、白平衡等。

依託BionZ處理器強大的運算能力，索尼在H3等上的人臉識別技術從速度、精確度和功能上似乎都進步了一些，一次可以識別8張臉孔，並自動進行對焦、曝光控制等功能。

奧林巴斯

奧林巴斯：TruePic Turbo、TruePic III影像處理器概念及其特點

在2004年推出的800萬像素廣角數位相機C-8080中，奧林巴斯使用了全新開發的“TruePic TURBO”影像處理器。“TruePic TURBO”代表著“真實”的質量和“渦輪”般的速度。這款影像處理器具有精確伽瑪調整技術、專業降噪濾鏡、高級SF濾波技術，使得畫質在三個關鍵方面的性能得到提高：色彩還原性能、信噪比和高解析度影像清晰度。

影像品質提高

畫質在三個關鍵方面得到提高： 色彩還原性能得到提高、信噪比回響得到提高、高解析度影像清晰度得到提高。 TruePic TURBO 影像處理器通過綜合套用下列三種技術以實現影像品質的提高：

精確伽瑪調整技術

傳統系統從CCD接受彩色濾波輸入信號、並且同時對彩色信號和亮度信號實施同樣的灰度係數調整，而奧林巴斯精確伽瑪調整技術II將彩色信號和亮度信號分開來，分別單獨計算每種信號的最佳調整係數。這樣的結果，使相機分辨細微色調變化的能力得到極大提高，同時，被攝物體的顏色得到忠實還原。

專業降噪濾鏡

專業降噪濾鏡 採用全新開發技術比先前採用的濾鏡技術更精確地判別圖像信號和噪點。通過保持來自CCD的高解析度鏡頭硬像信號數據的清晰度而只抑制外來的無用信號，提高了各單個圖像元素的邊緣清晰度。

高級SF濾波技術

專業SF濾鏡 採用以獨特的奧林巴斯圖像信號分析技術為基礎的專業濾波處理技術篩選圖像數據的特定頻率，提高了高解析度清晰度、加強了圖像的細節。

更快的處理速度

另外，為了更進一步提高處理由高像素數數位相機產生的大圖像檔案的圖像數據處理速度，TruePic TURBO 同時也提高了相機的回響速度和操作的便捷性。它將影像處理器計算引擎和硬體器件緊密地結合在一起，消除了不必要的處理任務、加快了起動系統檢查和其他相機內部處理過程。結果，起動、快門釋放、圖像處理、記錄和回放等速度都得到極大加快，使相機的操作回響性能得到明顯提高。

命名和圖示

“TruePic TURBO”是奧林巴斯的新型影像處理器的命名，同時也代表了該公司對高畫質的永久保證、代表了使用戶能隨時捕捉生活中發生的戲劇性瞬間的高速回響性能。奧林巴斯從開始進入數位相機消費市場的時刻起就注重影像品質，並且將“高畫質" 定義為影像鮮明、清晰、真實得與人眼看到的一樣。 選擇使用“TruePic TURBO”的名稱， 意在表達“真實”的質量和“渦輪”般速度的保證 。

圖示 TruePic TURBO 標誌以同樣方式採用輝煌和光亮的主題來表達新技術的速度和創新。另外，圖示的整體設計帶有空氣動力的意義，它表達的是TruePic TURBO所激起的數碼攝影的風潮。

截止2009年奧林巴斯TruePic TURBO已經發展到了第三代，擁有更多重視自然彩度的強大功能。奧林巴斯全新開發的圖像處理引擎“TruePic III”與1000萬像素 Live MOS 感測器相匹配，極大地降低了圖像處理時間，它將噪點控制技術、細節再現技術和色彩還原技術完美結合，進一步提升了相機的成像質量。

尼康

尼康：EXPEED數碼影像處理概念及其特點

在相機進入數碼時代以後的幾年中，尼康一直沒有明確地標示尼康數位相機所使用的影像處理器的名稱，直到在D3和D300的新品發布中，才有了“首次採用EXPEED數碼影像處理概念”的說法，並製作了“EXPEED”的標識商標。從此，尼康不但擁有了自己的感光元件，還研發出了自家的EXPEED數碼影像處理概念，以此捍衛了尼康在影像領域中的霸主地位。

但是，尼康公司的“EXPEED”代表的不是具體的圖像處理器，而是代表了全面的圖像處理技術。尼康表示“EXPEED與其它影像處理器或影像處理系統的不同之處在於，EXPEED不會涉及具體的特性。相反，它涉及的是尼康最根源的綜合數字影像處理理念，反映了尼康創建和處理影像的核心思想，EXPEED集合了尼康長期以來以及從銀鹽膠片相機向數位相機（始於D1）轉變的過程中，所積累的經過、最佳化的技術和知識。這一系統體現了尼康對數字影像強烈的熱情”。

EXPEED數碼影像處理概念將會用於今後尼康所有數碼單眼和COOLPIX消費級數位相機上。從此，尼康的圖像處理技術終於擁有了自己的品牌——EXPEED。以EXPEED為基礎，尼康將為每款機型、特定的用戶特性及一系列套用中的影像處理引擎/系統進行最佳化，所以EXPEED在尼康的數碼影像處理技術中起著主要的作用，並已套用到了影像處理引擎的每個操作中。

套用了EXPEED數碼圖像處理系統的尼康數位相機，將擁有更高品質的成像。以D3和D300為例，通過該技術用戶將可以進行“高S/N處理”、“寬廣動態範圍”調節，從而可以實現“倍率色差減輕”、“多彩的調色功能”。同時通過高性能的處理能力以及場景識別系統，再配合D3所支持的倍率色差補償功能將可以進行更複雜的圖像處理，同時相機的啟動時間以及快門的延遲時間都將可以進行控制。

松下

松下：VENUS（維納斯）II代、III代影像處理器概念及其特點

到2008年松下圖像處理LSI經過進一步演進，已經發展到了第四代，最新的維納斯修正引擎IV採用更加先進的信號處理技術，可以還原出質量更高的圖像。

值得一提的是，上一代維納斯修正引擎III的亮度信號處理系統和色彩信號處理系統都實現了平行降噪，經過進一步改進這一技術又得到了完善。首先，亮度噪波被劃分為高頻噪波和低頻噪波進行二維處理。只消除明顯的低頻噪波，而不改變那些對解析度有很大影響的高頻噪波。其次，色彩之間發生變化的像點信息被精確保存下來，從而準確呈現圖像的邊緣，使滲色得到顯著抑制。這樣，採用高ISO感光度所拍攝的照片就能獲得更加清晰的畫面效果，同時採用低ISO感光度所拍攝的照片也能準確地還原出低照度部分的圖像細節。

對於能夠避免手部抖動的光學防抖和能夠抑制動態模糊的智慧型ISO控制功能來說，維納斯修正引擎IV使二者在檢測精度和校正效果方面都得到了提高。

其中，2008新款數位相機LZ8所配備的多任務圖像處理引擎維納斯修正引擎IV可以實現超快速的回響，快門釋放時間延遲最短可以達到0.005秒，相機的快速回響讓您更容易捕捉到突發的精彩瞬間。在連續拍攝模式下，每秒可拍攝2.5張全解析度照片；在高速連續拍攝模式下，每秒可拍攝5.5張，令人難以置信。此外，維納斯修正引擎IV還支持新的高感光度模式，從而使LZ8能夠採用最高ISO 6400的感光度設定，在近乎黑暗的情況下無需使用閃光燈也能夠完成拍攝。

富士

富士：RP自然影像處理器的概念及其特點RP（自然影像）處理器是根據FUJIFILM獨創的影像處理技術基礎上開發的。進一步改善的RP（自然影像）III處理器包含在FinePix S100 FS中。這種處理器具有為2/3英寸第八代Super CCD HR所開發的新型雙通道輸出系統以及可實現豐富色調和高速讀取的14位雙A/D轉換器，可通過並行處理進行高速讀取。獨特的雙循環降噪功能可從圖像信號輸入中精確區分出噪點，並完美消除噪點。這樣拍攝出來的照片非常清晰，噪點極少，具有全像素（1110萬像素）下ISO3200的超高感光度。另外還可以選擇拍攝在300萬記錄像素時使用ISO 10000超高感光度的照片。這種處理器採用了FUJIFILM的高級影像處理技術，不但可以拍攝出色調錶現流暢的照片，同時還可以保持高解析度和超寬動態範圍。