深挖图像处理潜力，以最小面积与功耗挑战图像质量上限

文︱郭紫文

图︱Arm

“‘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。