影像处理器

所谓影像处理器，就是固化到数码相机主机板的一个大型的集成电路芯片，主要功能是在成像过程中对CCD（或CMOS）蓄积下的电荷信息进行处理，用于完成数码图像的压缩、显示和存储。

概述

它在数码相机的整个工作流程中起到了非常关键的作用，数码相机之所以能够成像，原理是镜头用来采集光线，感光器把采集到的光线转化成数字信号，而影像处理器则把这些数字信号加以处理，最终转化成图像。

作用

在数码成像的工作流程中，镜头和感光元件的工作都是基础性的，影像处理器的工作则是决定性的。数码相机最终能拍摄出什么样的图片，图片色彩的丰富性和饱和度、图片的整体层次感、图片效果的细腻程度、细节部分的表现力等，都要经过影像处理器的处理之后，才能展现出来。

除了对成像的决定性影响之外，影像处理器还有其他很多重要的作用。首先是相机的整体操作响应速度，比如开机速度、对焦速度、拍摄间隔等。只有影像处理器保持正常、高效的运转，才能在单位时间内快速、准确地处理完大量数据，进而提升相机的操作响应速度。其次是相机的电池续航能力，如果影像处理器的工作流程尽可能地合理，那么就能减少很多电力的损耗，进而延长电池的续航能力。

主流品牌

影像处理器技术经过长期发展，相对已经比较成熟，各大相机厂商也都推出了自己的特色影像处理器作为一个卖点，并且为之单独命名；主流品牌影像处理器包括：

佳能：DIGIC II、DIGIC III、DIGIC 4、DIGIC 5、DIGIC 5+数码影像处理器

索尼：Bionz真实影像处理器

奥林巴斯：TruePic Turbo、TruePic III影像处理器

富士：RP自然影像处理器

松下：VENUS（维纳斯）II代、III代影像处理器

卡西欧：EXILIM影像处理器

尼康：EXPEED、EXPEED2、EXPEED 3图像处理器

宾得：PRIME真实影像处理器

特点

佳能

佳能：DIGIC II、DIGIC III、DIGIC 4数码影像处理器概念及其特点

DIGIC影像处理器是佳能公司针专为佳能数码相机设计开发的，于2002年正式推出，它相当于佳能数码相机的“大脑”。DIGIC是佳能的第三代影像处理器技术，也是佳能第一次为影像处理器命名。它通过整合CCD控制、AE/AF/AWB、信号处理、JPEG压缩、存储卡控制和液晶屏显示这六项关键环节，可以拍出高质量的图片。在信号处理时，相同的复杂算法比其他品牌处理时间更短，并且在运算过程中针对噪点也进行了处理。此外，DIGIC处理器还可以更好的利用缓存，在缓存中能够迅速将RAW转换成JPEG图像。

DIGIC影像处理器中的核心技术是被称之为iSAPS（intelligent Scene Analysis based on Photographic Space）的智能场景分析技术，iSAPS技术能够通过对用户可能拍摄场景的预分析，自动优化对焦的扫描范围，从而保证了高速对焦。这项技术还可以通过预分析用户可能拍摄的场景，提供优化的算法，实现精确曝光和白平衡。

就DIGIC技术的整体效果而言，其性能优势主要集中在以下几个方面：

1、高光部分的图像层次得到改善，以往高光部分缺乏层次被很多用户认为是动态范围不够，其实这和图像处理器也有很大关系，因为运算能力不够，很多细节层次就有可能被丢弃了。IGIC芯片的高性能图像处理能力保证了即时快速的处理，能够最大程度地在处理过程中保存图像信息。

2、高分辨率与高信噪比同时实现，这同样是DIGIC芯片处理能力提高带来的优势，在高速图像处理器、高速的内部数据传输以及优化的处理流程帮助下，高分辨率与高信噪比带来的大数据量运算自然不在话下。

3、采用DIGIC芯片更加节省电源，由于DIGIC芯片处理速度高，因此同样的计算过程花费的时间就少，再加上高度的功能集成，自然比较省电。

佳能最新研发的DIGIC III数码影像处理器，使相机的起动速度提升30%，不但提升相机的操作性能，更配备更先进的运算能力，能够在极短时间内处理大量影像数据，有效抑制噪声操作，速度更快，对焦速度及准确性大幅提高，将细致鲜明的亮丽影像一一重现。

在2008年9月，佳能全新发布了DIGIC 4影像处理器。在DIGIC4强大性能的支持下，新的相机更加有利于拍摄人物，更加有利于降低噪点，也更有利于拍摄短片。面部优先对焦的精确度和面部追踪的性能都大大提升，新加入的伺服自动对焦，智能校正对比度技术，面部优先自拍，以及全新的H.264编码短片都深受消费者们的欢迎，无论是相机的相应速度，照片画质和实用功能都得到了大力的增强。

最新的影像处理器包括：

1.面部优先AF

2.伺服自动对焦

3.升级的运动检测

4.更智能的ISO调整

5.先进的只能校正对比度

6.降噪功能大幅度提升，照片更细腻清晰

7.支持更好的短片拍摄

DIGIC 5在全分辨率的高速连拍高清的情况下，达到了每秒10.3帧的捕获率，并且支持全高清1080p视频和智能防抖。而且新的DIGIC 5处理器比DIGIC 4处理器快6倍，噪音小于75%。它能够自动检测出32种场景，实现“智能”拍摄。在背光及黑夜环境下拍摄时，使用第五代DIGIC处理器的新品数码相机，能够自动检测出这种场景，并自动帮助用户调整明暗对比度，让人物的脸部保持光泽，同时，后面的阳光、天空等背景却不至于过爆，呈现一片通白。

到目前为止，DIGIC处理器共有5代。在多年数码相机研发的技术积累之上，佳能推出了DIGIC数字影像处理器，这是佳能EOS数码单反相机的“大脑”，它的出色表现直接带来了EOS的高品质。DIGIC是一种多功能的专用处理器，它集图像感应器控制器、自动白平衡、信号处理、图形压缩、存储卡控制和液晶屏显示控制等功能于一身，由于专门为数码相机设计，以往需要在芯片间大量传输的数据变成了单个芯片内部的数据流，DIGIC在最终图像效果、处理速度、耗电量等方面具有非常明显的优势。

[1]

索尼

索尼：Bionz真实影像处理器概念及其特点

数码相机中最核心的技术也是能左右数码相机画质的要素当属影像处理器，各大数码相机厂商各显神通，开发出自己的影像处理器。作为消费类电子产品的老大哥，索尼在这一领域的表现尤为突出，2003年就推出了自己的特色影像处理器，并将它命名为“真实影像处理器”。该处理器采用0.13毫米制造工艺，具有1300万个晶体管，与以往的产品相比大大提高了处理速度，并且能节约电量约30%，还能有效的减少拍摄间隔时间。

至2006年，索尼在其首款数码单反相机α100中应用了全新的Bionz影像处理器，随后2007年春季索尼推出七款消费级数码相机中也融入了Bionz影像处理器。索尼Bionz影像处理器具备的DRO优化功能为进行高质量拍摄提供了可能，新的人脸检测功能有助于拍摄更加美丽的人像照片。

Bionz影像处理器最初应用在索尼的数码单反相机上，能够高速处理高分辨率的图像，可以在进行高感光度拍摄时进行降噪，并提高自动对焦、自动曝光、自动白平衡、色彩还原及其他功能的速度和精确度。输出更高的图像质量。

使用了Bionz影像处理器之后最大的得益就是画面暗部及亮部的细节和信息得到了最大化的保留。同时处理器会根据直方图的信息来判别曝光时需要补偿。这项技术大大加强了初学者作品的成功率，即使是专业摄影师也可以省却很多麻烦的步骤，让摄影变得更轻松。

使用了Bionz影像处理器后第二得益的便是人脸检测功能。相机会高速检测并跟踪人脸的位置，处理器确保高速的对焦并且及时调整合适的曝光、白平衡等。

依托BionZ处理器强大的运算能力，索尼在H3等上的人脸识别技术从速度、精确度和功能上似乎都进步了一些，一次可以识别8张脸孔，并自动进行对焦、曝光控制等功能。

奥林巴斯

奥林巴斯：TruePic Turbo、TruePic III影像处理器概念及其特点

在2004年推出的800万像素广角数码相机C-8080中，奥林巴斯使用了全新开发的“TruePic TURBO”影像处理器。“TruePic TURBO”代表着“真实”的质量和“涡轮”般的速度。这款影像处理器具有精确伽玛调整技术、专业降噪滤镜、高级SF滤波技术，使得画质在三个关键方面的性能得到提高：色彩还原性能、信噪比和高分辨率影像清晰度。

影像品质提高

画质在三个关键方面得到提高：色彩还原性能得到提高、信噪比响应得到提高、高分辨率影像清晰度得到提高。 TruePic TURBO 影像处理器通过综合应用下列三种技术以实现影像品质的提高：

精确伽玛调整技术

传统系统从CCD接受彩色滤波输入信号、并且同时对彩色信号和亮度信号实施同样的灰度系数调整，而奥林巴斯精确伽玛调整技术II将彩色信号和亮度信号分开来，分别单独计算每种信号的最佳调整系数。这样的结果，使相机分辨细微色调变化的能力得到极大提高，同时，被摄物体的颜色得到忠实还原。

专业降噪滤镜

专业降噪滤镜 采用全新开发技术比先前采用的滤镜技术更精确地判别图像信号和噪点。通过保持来自CCD的高分辨率镜头硬像信号数据的清晰度而只抑制外来的无用信号，提高了各单个图像元素的边缘清晰度。

高级SF滤波技术

专业SF滤镜 采用以独特的奥林巴斯图像信号分析技术为基础的专业滤波处理技术筛选图像数据的特定频率，提高了高分辨率清晰度、加强了图像的细节。

更快的处理速度

另外，为了更进一步提高处理由高像素数数码相机产生的大图像文件的图像数据处理速度，TruePic TURBO 同时也提高了相机的响应速度和操作的便捷性。它将影像处理器计算引擎和硬件器件紧密地结合在一起，消除了不必要的处理任务、加快了起动系统检查和其他相机内部处理过程。结果，起动、快门释放、图像处理、记录和回放等速度都得到极大加快，使相机的操作响应性能得到明显提高。

命名和图标

“TruePic TURBO”是奥林巴斯的新型影像处理器的命名，同时也代表了该公司对高画质的永久保证、代表了使用户能随时捕捉生活中发生的戏剧性瞬间的高速响应性能。奥林巴斯从开始进入数码相机消费市场的时刻起就注重影像品质，并且将“高画质" 定义为影像鲜明、清晰、真实得与人眼看到的一样。选择使用“TruePic TURBO”的名称，意在表达“真实”的质量和“涡轮”般速度的保证。

图标 TruePic TURBO 标志以同样方式采用辉煌和光亮的主题来表达新技术的速度和创新。另外，图标的整体设计带有空气动力的意义，它表达的是TruePic TURBO所激起的数码摄影的风潮。

截止2009年奥林巴斯TruePic TURBO已经发展到了第三代，拥有更多重视自然彩度的强大功能。奥林巴斯全新开发的图像处理引擎“TruePic III”与1000万像素 Live MOS 传感器相匹配，极大地降低了图像处理时间，它将噪点控制技术、细节再现技术和色彩还原技术完美结合，进一步提升了相机的成像质量。

尼康

尼康：EXPEED数码影像处理概念及其特点

在相机进入数码时代以后的几年中，尼康一直没有明确地标示尼康数码相机所使用的影像处理器的名称，直到在D3和D300的新品发布中，才有了“首次采用EXPEED数码影像处理概念”的说法，并制作了“EXPEED”的标识商标。从此，尼康不但拥有了自己的感光元件，还研发出了自家的EXPEED数码影像处理概念，以此捍卫了尼康在影像领域中的霸主地位。

但是，尼康公司的“EXPEED”代表的不是具体的图像处理器，而是代表了全面的图像处理技术。尼康表示“EXPEED与其它影像处理器或影像处理系统的不同之处在于，EXPEED不会涉及具体的特性。相反，它涉及的是尼康最根源的综合数字影像处理理念，反映了尼康创建和处理影像的核心思想，EXPEED集合了尼康长期以来以及从银盐胶片相机向数码相机（始于D1）转变的过程中，所积累的经过、优化的技术和知识。这一系统体现了尼康对数字影像强烈的热情”。

EXPEED数码影像处理概念将会用于今后尼康所有数码单反和COOLPIX消费级数码相机上。从此，尼康的图像处理技术终于拥有了自己的品牌——EXPEED。以EXPEED为基础，尼康将为每款机型、特定的用户特性及一系列应用中的影像处理引擎/系统进行优化，所以EXPEED在尼康的数码影像处理技术中起着主要的作用，并已应用到了影像处理引擎的每个操作中。

应用了EXPEED数码图像处理系统的尼康数码相机，将拥有更高品质的成像。以D3和D300为例，通过该技术用户将可以进行“高S/N处理”、“宽广动态范围”调节，从而可以实现“倍率色差减轻”、“多彩的调色功能”。同时通过高性能的处理能力以及场景识别系统，再配合D3所支持的倍率色差补偿功能将可以进行更复杂的图像处理，同时相机的启动时间以及快门的延迟时间都将可以进行控制。

松下

松下：VENUS（维纳斯）II代、III代影像处理器概念及其特点

到2008年松下图像处理LSI经过进一步演进，已经发展到了第四代，最新的维纳斯修正引擎IV采用更加先进的信号处理技术，可以还原出质量更高的图像。

值得一提的是，上一代维纳斯修正引擎III的亮度信号处理系统和色彩信号处理系统都实现了平行降噪，经过进一步改进这一技术又得到了完善。首先，亮度噪波被划分为高频噪波和低频噪波进行二维处理。只消除明显的低频噪波，而不改变那些对分辨率有很大影响的高频噪波。其次，色彩之间发生变化的像点信息被精确保存下来，从而准确呈现图像的边缘，使渗色得到显著抑制。这样，采用高ISO感光度所拍摄的照片就能获得更加清晰的画面效果，同时采用低ISO感光度所拍摄的照片也能准确地还原出低照度部分的图像细节。

对于能够避免手部抖动的光学防抖和能够抑制动态模糊的智能ISO控制功能来说，维纳斯修正引擎IV使二者在检测精度和校正效果方面都得到了提高。

其中，2008新款数码相机LZ8所配备的多任务图像处理引擎维纳斯修正引擎IV可以实现超快速的响应，快门释放时间延迟最短可以达到0.005秒，相机的快速响应让您更容易捕捉到突发的精彩瞬间。在连续拍摄模式下，每秒可拍摄2.5张全分辨率照片；在高速连续拍摄模式下，每秒可拍摄5.5张，令人难以置信。此外，维纳斯修正引擎IV还支持新的高感光度模式，从而使LZ8能够采用最高ISO 6400的感光度设置，在近乎黑暗的情况下无需使用闪光灯也能够完成拍摄。

富士

富士：RP自然影像处理器的概念及其特点RP（自然影像）处理器是根据FUJIFILM独创的影像处理技术基础上开发的。进一步改善的RP（自然影像）III处理器包含在FinePix S100 FS中。这种处理器具有为2/3英寸第八代Super CCD HR所开发的新型双通道输出系统以及可实现丰富色调和高速读取的14位双A/D转换器，可通过并行处理进行高速读取。独特的双循环降噪功能可从图像信号输入中精确区分出噪点，并完美消除噪点。这样拍摄出来的照片非常清晰，噪点极少，具有全像素（1110万像素）下ISO3200的超高感光度。另外还可以选择拍摄在300万记录像素时使用ISO 10000超高感光度的照片。这种处理器采用了FUJIFILM的高级影像处理技术，不但可以拍摄出色调表现流畅的照片，同时还可以保持高分辨率和超宽动态范围。

参考资料

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[1]DIGIC 5是什么.太平洋电脑网. [2013-03-19].

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