چرا نبرد بعدی دوربین گوشی‌ها بر سر تراشه‌های تصویربرداری اختصاصی خواهد بود؟

دوربین گوشی‌های هوشمند در سال‌های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته‌‌اند و حتی می‌توان آن‌ها را یکی از وجه تمایز بزرگ این دستگاه‌ها درنظر گرفت. شرکت‌ها در این سال‌ها از پیکربندی‌های مختلفی برای دوربین‌ها استفاده کرده‌اند و امروز حتی گوشی‌های اقتصادی هم بیش از یک دوربین دارند. اما نبرد برای دستیابی به کیفیت بالاتر و ترغیب کاربران به خرید همچنان ادامه دارد و ظاهرا باید منتظر ورود آن به مرحله جدیدی باشیم: توسعه و استفاده از تراشه‌های تصویربرداری یا ISP اختصاصی.

برندهای چینی مانند ویوو و شیائومی می‌خواهند حضور جدی‌‌تری در بازار فناوری پردازشگر سیگنال تصویر یا همان ISP داشته باشند، تراشه‌ای که درون چیپست (SoC) یک گوشی هوشمند قرار می‌گیرد. ویوو همین امروز از اولین ISP خود به نام V1 هم رونمایی کرد. در کنار این کمپانی‌ها، گفته می‌شود اوپو هم در چنین مسیری گام برمی‌دارد. گوگل دیگر شرکتی است که می‌خواهد با استفاده از یادگیری ماشینی درون تراشه اختصاصی تنسور سری پیکسل ۶، عملکرد دوربین آن‌ها را بهبود دهد.

با توجه به چنین مواردی، احتمالا در سال ۲۰۲۲ اکثر شرکت‌ها به سمت استفاده از تراشه‌های تصویربرداری اختصاصی می‌روند که البته چنین کاری بی‌دلیل هم نیست. در ادامه به شما می‌گوییم چرا چنین رویکردی اهمیت دارد. تا پایان همراه دیجیاتو باشید.

افزایش کیفیت عکاسی گوشی

دلیل اصلی اینکه شرکت‌ها به سراغ فناوری ISP سفارشی می‌روند، بهبود عملکرد دوربین گوشی‌های هوشمند است. برای مثال شیائومی وعده داده تراشه Surge C1 باعث بهبود کیفیت تصاویر در شرایط نوری ضعیف می‌شود، عملکرد فوکوس را بهتر می‌کند و همچنین در بهبود تراز سفیدی خودکار و نوردهی خودکار هم نقش دارد. در حالت کلی این تراشه می‌تواند کیفیت تصاویر را بهتر کند که مسلما باب میل کاربران است.

اما کار ISP به همینجا ختم نمی‌شود. در حقیقت ISPهای پیشرفته می‌توانند باعث ثبت تصاویر HDR بهتر شوند و البته سرعت چنین کاری را هم افزایش دهند. با فناوری‌های یادگیری ماشینی هم می‌توان کیفیت تصاویر را بهبود داد، درست همان کاری که گوگل با تراشه تنسور انجام می‌دهد.

در حالی که کیفیت سنسورهای دوربین در حال افزایش است، گوشی‌های هوشمند بخاطر ابعادشان با محدودیت روبه‌رو هستند و نمی‌توان از هر سنسوری در آن‌ها استفاده کرد. در حقیقت اگر شرکت‌ها به سراغ سنسور بزرگی بروند، با برآمدگی چشمگیر ماژول دوربین مواجه می‌شویم یا اینکه مجبور می‌شوند ظرفیت باتری را فدای آن کنند. بنابراین باید به سراغ چه راه‌حلی رفت؟

این محدودیت‌ها باعث شده شرکت‌ها به سراغ فناوری‌ها و تکنیک‌های پردازشی جدید بروند که برای مثال می‌توان به مولتی-ISO، مولتی-اکسپوژر یا HDR تک فریم اشاره کرد. اما دستیابی به چنین فناوری‌هایی نیازمند سیلیکون سریعتر و قدرتمندتر است که همین موضوع نقش ISP در گوشی‌های مدرن را پررنگ می‌کند.

گوگل یکی از اولین شرکت‌هایی بود که به اهمیت چنین فناوری‌هایی در توانایی‌هایی تصویربرداری گوشی‌های هوشمند پی برد. اگرچه Pixel Visual Core و Pixel Naural Core یک ISP به حساب نمی‌آیند، اما توانایی دوربین گوشی‌های پیکسل را افزایش داده‌اند. پس از این تلاش‌ها، حالا گوگل روی بهینه‌سازی تراشه تنسور کار می‌کند تا عملکرد دوربین پیکسل ۶ و ۶ پرو را بهبود دهد.

کوالکام یکی از شرکت‌های مطرح سازنده تراشه گوشی‌های هوشمند است که البته در زمینه ISP هم سابقه طولانی دارد و سعی می‌کند در هر تراشه پرچمدارش، از ISP جدیدی هم استفاده کند. ISPهای این کمپانی نسل به نسل عملکرد بهتری از خودشان نشان می‌دهند و توانایی‌های دوربین‌ها را افزایش می‌دهند، اما شاید تراشه‌های اختصاصی عملکرد بهتری داشته باشند.

از آنجایی که محدودیت‌های فیزیکی مانع از تغییر چندان در ابعاد سنسور دوربین‌ها می‌شوند، پردازش تصویر و همچنین توانایی‌های نرم افزاری اهمیت پیدا می‌کنند و می‌توانند موجب نوآوری‌های چشمگیری در آینده شوند. بنابراین در آینده در کنار لنزها و سنسورها، تراشه‌های اختصاصی تصویربرداری هم نقش مهمی در زمینه کیفیت دوربین گوشی‌های هوشمند بازی می‌کنند و همین موضوع یکی از دلایل تمرکز روی توسعه آن‌ها به حساب می‌آید.

تلاش شرکت‌های چینی برای مستقل شدن

یکی دیگر از دلایل تمرکز روی تراشه‌های تصویربرداری اختصاصی، تلاش چین برای استقلال بیشتر در زمینه نیمه‌رسانا است. چین می‌خواهد وابستگی‌اش به فناوری‌های غربی را کاهش دهد چرا که اگر در چنین مسیری گام برندارد، ایالات متحده می‌تواند در آینده با تحریم‌های شدیدتر، این بخش را فلج کند، درست مانند کاری که با هواوی انجام داد و مانع از دسترسی این غول فناوری چینی به تراشه‌های روز دنیا شد.

پردازشگر سیگنال تصویر یکی از معدود قطعاتی است که می‌توان از SoC جدا یا به آن اضافه کرد. چیپ‌های یادگیری ماشینی هم یکی دیگر از احتمالاتی است که کمپانی‌های چینی برای طراحی چیپ‌ها به سراغش می‌روند.

با وجود چنین وضعیتی برای ISP، مودم‌های 5G، پردازشگر اصلی و قطعات گرافیکی وابستگی شدیدی به پتنت‌های غربی دارند و توسعه آن‌ها دشوارتر خواهد بود. هواوی یکی از شرکت‌های چینی مطرح در زمینه طراحی تراشه است، با این وجود به علت وابستگی به پتنت‌های پردازشگر مرکزی و گرافیکی غربی، پس از تحریم‌های آمریکا با مشکلات زیادی روبه‌رو شد.

توسعه ISP شامل فرآیندهای مختلفی می‌شود و به همین علت شرکت‌ها با طراحی آن‌، می‌توانند به سمت توسعه کلی یک تراشه جدید بروند. علاوه بر این، شرکت‌های مطرح در دنیای فناوری برای اینکه بتوانند در دور رقابت باقی بمانند، باید در زمینه طراحی تراشه‌ها مهارت داشته باشند. برای مثال شرکت‌های اپل، هواوی، کوالکام و سامسونگ به چنین جایگاهی رسیده‌اند و حالا نوبت برندهای چینی است که به چنین توانایی‌هایی دست پیدا کنند.

شاید در نگاه اول تصور کنید طراحی و توسعه ISP یک قدم بسیار کوچک است، اما می‌تواند در آینده به استقلال شرکت‌ها کمک کند و حتی درآمدشان را هم افزایش دهد. ISP تنها محدود به دوربین گوشی‌های هوشمند نمی‌شود و می‌توان از آن برای دستگاه‌های امنیتی، فناوری تشخیص چهره و حتی خودروها استفاده کرد. در حقیقت هر دستگاهی که دوربین داشته باشد، نیازمند ISP است و این بازار می‌تواند گسترش هم پیدا کند.

نبرد بر سر ISP اختصاصی

توانایی‌های تصویربرداری و همچنین عکاسی محاسباتی سال‌هاست که در بازار گوشی‌های هوشمند ترند شده‌اند و شرکت‌ها با استفاده از آن‌ها می‌خواهند به مرزهای جدیدی از کیفیت عکاسی با این محصولات دست پیدا کنند. اما پردازشگر سیگنال تصویر یک قطعه داخلی است که می‌تواند این پازل را تکمیل کند و برای کارهایی مانند فوکوس خودکار، اکسپوژر برای تصاویر HDR و الگوریتم‌های مرتبط با هوش مصنوعی استفاده شود.

حالا هم شرکت‌ها روی طراحی ISP اختصاصی تمرکز کرده‌اند که نه تنها می‌تواند کیفیت دوربین گوشی‌های هوشمند را افزایش دهد و بازارهای جدیدی را پیش روی سازندگان قرار دهند، بلکه می‌توانند به استقلال هرچه بیشتر آن‌ها در آینده منجر شود.

مستقل شدن بیشتر از همه برای شرکت‌های چینی اهمیت دارد. این کمپانی‌ها در سال‌های اخیر بطور چشمگیری سهم‌شان را در بازار گوشی‌های هوشمند افزایش داده‌اند و حالا باید به سمت طراحی تراشه بروند تا نه تنها بتوانند به چنین دانشی دست پیدا کنند، بلکه در صورتی که با تحریم‌های آمریکا مواجه شدند، مشکل بزرگی را تجربه نکنند.

اگرچه شاید مصرف‌‌کنندگان کم‌کم با مزایای استفاده از ISPهای اختصاصی آشنا شوند، اما انتظار می‌رود این قطعات در سال آینده میلادی نقش مهمی در گوشی‌های هوشمند برعهده بگیرند و با گذر زمان، نقش‌ آن‌ها مهم‌تر هم شود.