Arm、インテリジェント・デバイスのより鮮明な「デジタルアイ」を実現する最新版ISPテクノロジーを発表

トップクラスの画質を提供するArm Mali-C52およびMali-C32イメージ・シグナル・プロセッサが新登場

※本資料は英Armが2019年1月3日に発表したニュースの抄訳です。

英Arm(本社:英国ケンブリッジ、日本法人:神奈川県横浜市、以下Arm)は、トップクラスの画質、包括的なソフトウェアパッケージ、キャリブレーション/チューニング・ツール一式を備えた新世代の「Arm Mali-C52」および「Arm Mali-C32」イメージ・シグナル・プロセッサ(ISP)を発表しました。これらの新しいISPにより、ドローンやスマートホーム・アシスタント/防犯、インターネット・プロトコル(IP)カメラなど、日常的に使用される幅広いインテリジェント・デバイスの高画質化を実現できます。

発表の概要:
  • トップクラスの画質、包括的なソフトウェアパッケージ、キャリブレーション/チューニング・ツール一式を備えた「Arm Mali-C52」および「Arm Mali-C32」イメージ・シグナル・プロセッサ(ISP)が新登場
  • ドローン、スマートホーム・アシスタント/防犯、インターネット・プロトコル(IP)カメラなど、日常的に使用される幅広いデバイスを高画質化
  • 累計20億個以上のデバイスで実証された、「Arm Iridix」技術を、最新のアプリケーションで体験できる

人間の五感の中でも、視覚は最も発達し、最も豊かな感覚といえます。網膜から脳に至る200万本以上の神経線維によって実現する視覚処理能力を上回るべく、デジタルの世界は数十年もの間、努力を重ねてきました。より高品質の画像をリアルタイムで処理する「デジタルアイ」を作り出し、周辺環境について限りなくリアルな感覚を与えることは、「1兆個のデバイスがネットワークでつながる」というビジョンの実現に向けて取り組んでいるArmエコシステムの直面する多くの課題の1つとなっています。

事実、Armの推定によると、インターネットにつながるデバイスの中で、視覚機能を組み込んだIoTデバイスへの需要は非常に高いものとなっています。
  • 防犯(監視)/IPカメラ市場は、このままのペースで行くと2021年までの年間成長率で20%を達成し、出荷個数は5億個を上回ることが予想されます。
  • パーソナル・ロボットは、前年比で75%という大きな成長率を達成しており、2021年の出荷個数は200万個に達すると予想されます。
  • スマートホーム市場は、前年比で14%の成長率を達成し、2021年には8,800万個になると予想されます。ドローン、拡張現実(AR)/複合現実(MR)機器、アクションカメラなど、上記以外のスマート市場も、市場の区分という意味では、新興段階を脱却し、幅広い採用に至っています。

こうしたデバイスのリアルタイムの画質向上という需要に応えるために、Armは本日、新世代のイメージ・シグナル・プロセッサ(ISP)、Arm Mali-C52(*1)およびMali-C32(*2) ISPを発表しました。
*1) https://www.arm.com/products/silicon-ip-multimedia/image-signal-processor/mali-c52
*2) https://www.arm.com/products/silicon-ip-multimedia/image-signal-processor/mali-c32

視覚をピクセルに変換
上記のようなデバイスで使用されるイメージ技術の中でも不可欠な要素となるのが、それぞれの製品に組み込まれているISPテクノロジーです。こうした制約のあるデバイスでISPの果たす主要な機能とは、機械学習関連の用途などでイメージセンサからデータを引き出し、各ピクセルを処理する際に、最も高精度で高品質の画像を実現することです。新製品のArm Mali-C52 / Mali-C32は、それぞれのピクセルに25以上の処理工程を採用しており、そのうち3つの重要な役割は、画像出力の品質面で重要な差別化を実現しています。具体的には、ハイダイナミックレンジ(HDR)、ノイズ・リダクション、カラーマネジメントがこれにあたります。市場をリードするArmのIridixテクノロジーや、ノイズ・リダクションやカラーマネジメントなどの業界をリードするアルゴリズムの導入を通じて、Mali-C52 / Mali-C32 ISPは、例えば4K解像度、60fpsなどの高解像度かつリアルタイムで、これら3つの機能を効率的に提供します。

ハイダイナミックレンジの目に見えるメリット
ハイダイナミックレンジ(HDR)の必要性を明確に理解するための一例として、屋外の明るい環境に設置された、コネクテッド屋外防犯カメラからの画像出力が挙げられます。これらは一般的に、極めて明るい部分と暗いシャドーの混在したシーンとなります。私たちの目は、こうした環境でもコントラストを自然に認識できますが、デジタルセンサーの場合、こうしたシーンを捉えるには、複数の露出が必要となるのが一般的です。こうしたHDRシーンを忠実に再現するため、イメージ技術には、ピクセルあたり20ビットまたは24ビットの精度が必要ですが、デジタルシステムのディスプレイは一般的に8ビットまたは10ビットであり、処理可能なデータ量は制限されます。これはすなわち、ISPに続くいかなるコンピュータビジョン用エンジンも、8~10ビットの精度に縛られることを意味しています。このシナリオでは、ISPはHDRデータをより高いビット深度で処理し、これを圧縮して次段で利用することとなります。最終的には、ダイナミックレンジを適切に管理できない場合、シャドーのディテールは失われます。

最新のMali ISPと、Armのダイナミックレンジマネジメント技術やトーン・マッピング技術は、こうしたデバイスの制限を打破できるよう設計されており、画像のハイライトを確認・変更する必要なく、より強調した陰影を見ることを可能とさせます。


柔軟性に優れた包括的なソリューションによって、製品の市場投入期間を短縮
Mali-C52は、画質と面積の2種類から最適な構成が可能です。こうした柔軟性により、Armのシリコンパートナーは、幅広い製品やユースケースで同一のIPとソフトウェアを使用できます。Mali-C32は、エントリーレベルのアクセス制御や、ホビー向けドローンなど低消費電力・コスト重視の組み込み型ビジョン機器の面積に特化して最適化が図られています。

ArmはハードウェアのIPとともに、3Aライブラリ(オート露出、オートホワイトバランス、オートフォーカス)を含んだISPのソフトウェア・ドライバやキャリブレーション/チューニング・ツールも提供しており、2つのISP製品は互換性のあるソリューションです。その主な機能とメリットは以下の通りです。
  • ISPの画質向上:Iridixテクノロジーは、人の網膜のコントラスト順応を正確に模倣できるよう設計されており、カメラが人の目のようにモノを認識できます
  • 高級スマートフォン並みのフレームレートによる、プロフェッショナルな写真品質(例:DSLR)に相当する、600メガピクセル/秒の処理に対応したISPによって、より高いパフォーマンスが得られます。
  • ISP、センサー、オートホワイトバランス、オートフォーカス、オート露出制御のための包括的なソフトウェアパッケージ。ベアメタルとLinux(Video4Linuxフレームワーク - v4L2)のソフトウェアが提供されます。
  • 柔軟なチューニング機能:チューニング/キャリブレーションツール一式により、客観的なチューニングと主観的なチューニングの両方に対応します。専門的なチューニング・トレーニングのコースや、特定のユースケースやセンサーに特化したチューニングのサポートも提供可能です。

1兆個のデバイスには、鮮明なデジタルアイが必要
1兆個のデバイスの実現に向けたArmのビジョンには、別の意味のビジョン、すなわち視覚が必要です。1兆個のデバイスがネットワークでつながる世界のビジョンを達成するには、こうしたデバイスの多くが周辺環境を見て理解することで、機械と人間の双方にとって信頼できる情報源となるための、より鮮明なデジタルアイが必要となります。そのためには可能な限り画質を向上させる必要があり、Armは本日発表した新型Mali ISPの提供によりその実現を支援します。

Arm Mali-C52およびMali C-32の詳細については以下のリンク先(英文)をご参照ください。
https://www.arm.com/products/silicon-ip-multimedia/image-signal-processor/mali-c52
https://www.arm.com/products/silicon-ip-multimedia/image-signal-processor/mali-c32

Armについて
Armのテクノロジーは、コンピューティングとコネクティビティの革命の中心として、人々の暮らしや企業経営のあり方に変革を及ぼしています。そのエネルギー効率に優れた高度なプロセッサ設計は、1,250億個以上のチップを通してインテリジェントなコンピューティングを実現してきました。Armのテクノロジーは各種センサーからスマートフォン、スーパーコンピュータまで、さまざまな製品をセキュアにサポートしており、世界人口の70%以上に使用されています。さらに、このテクノロジーにIoTソフトウェアやデバイス管理プラットフォームを組み合わせ、顧客がコネクテッドデバイスからビジネス価値を生み出すことを可能にしています。Armは現在1,000社以上のテクノロジーパートナーとともに、チップからクラウドまで、演算が行われるあらゆる分野における設計、セキュリティ、管理を支える技術の最先端を担っています。

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