计算机视觉作为AI技术的关键分支，核心任务是赋予计算机解读图像与视频内容的能力，可谓AI感知世界的“先头部队”。借助它，机器能像人一样“看”世界，识别物体、场景、动作，为后续分析决策提供基础数据。
STM32N6非常适合计算机视觉应用，因为芯片内置了实现计算机视觉应用的核心要素—相机ISP（图像信号处理单元）。它宛如相机的“智慧中枢”，负责处理图像传感器采集到的原始数据，让最终呈现用于分析的影像变得清晰、准确。
01、ISP嵌入MCU的变革意义
过去，ISP被集成到相机中，要么在图像传感器内部，要么作为独立组件。例如，我们通常会用一个相机模块来将相机连接到STM32H7。
如今，将ISP嵌入MCU成为新趋势，以简化计算机视觉用例，STM32N6便是这一创新的典型代表。这一举措能带来什么优势呢？
首先是多功能性，用户可以更灵活的更换或升级图像传感器，无需大费周章地重复画质调整流程。通过简单的ISP参数设置，可以实现一次性调优，无需大费周章地频繁且重复画质调整流程，轻松适应不同传感器，中间件和调整过程均可保持通用。
其次，ISP分担了CPU（或GPU）的工作负载，大大降低了功耗，并且在操作上更加灵活。
再者，节约图像传感器成本，无需购买集成ISP的昂贵图像传感器。
最后，STM32N6支持市场主流的MIPI CSI–2图像传输接口，拥有更高带宽，实现高像质的影像数据传输。
02、STM32N6之ISP技术剖析
STM32N6的ISP在性能和功能上有着出色表现。它支持高达500万像素的图像传感器，能够以每秒30帧的速度处理图像。其内部设计了三个独立的管道，可以并行运行不同的处理任务，分别为NPU或CPU等功能块服务，极大地提高了图像处理的效率。
STM32N6的ISP面向计算机视觉应用，与智能手机中强大的ISP不同，其作用不是为了拍出高分辨率的精美照片，服务于人类视觉体验，而是要求场景清晰、目标对象突出，比如高对比度、物体形状清晰的图像就利于图像识别。所以，STM32N6的ISP性能要求低于专为手机相机类先进视觉处理设计的ISP，却能以合理成本，适配MCU处理大多数常见的计算机视觉任务。
▲ 图示：STM32N6 ISP关键图像校正步骤
在功能方面，STM32N6的ISP涵盖了丰富的图像处理操作：裁剪功能可以根据实际需求截取图像的特定区域；去马赛克能够将原始的拜耳图像转换为色彩丰富的彩色图像；坏像素校正则有效去除图像中的瑕疵像素，提升图像质量；对比度调整、伽马校正等功能让图像的色彩和明暗效果更加出色。此外，它还具备自动曝光控制和自动白平衡等实用的中间件功能，并且拥有为Cortex-M55优化的图像处理库，进一步增强了其在图像处理方面的能力。
03、STM32N6之ISP IQTune调试工具解析
为了让用户更方便地对STM32N6的ISP进行编程和调整，ST推出了免费的STM32 ISP IQTune综合调试工具。这款工具的出现，将彻底改变传统的ISP调试模式。
过去，用户如果需要调整图像质量，通常有两个方案，但都面临诸多难题。一是遵循芯片供应商的设置说明，但往往只能支持有限的默认传感器，无法针对特定应用进行优化，也难以考虑镜头、照明条件等因素的变化。另一个方案是通过第三方服务商进行调整，不仅成本高昂，而且沟通周期长，可能需要数月才能得到满意结果。
▲ 图示：STM32 ISP IQTune工具启动页面
STM32 ISP IQTune工具则完美解决了这些问题。它操作简单，即使不是专业的图像质量专家也能轻松上手。ISP IQ Tune这款工具需要基于MCU或MPU的ISP来使用，用户只需要按照指引依次操作即可完成ISP调整，整个流程清晰明了。
▲ 图示：STM32 ISP IQTune工具操作模块页面
IQTune的操作模块主要有：
Statistic Removal：统计数据移除模块，去除并行接口的冗余数据；
Bad Pixels：坏像素点去除模块，清理图像中的不良像素；
Black Leve：黑电平校正，让黑色更纯正；
Demosaicing：去马赛克模块，用来将原始（拜耳）图像转换为彩色图像；
Exposure Control：曝光控制，用户既可以选择自动曝光模式，也能关闭自动功能进行手动控制，通过设置不同的曝光时长，实时观察图像效果的变化；
White Balance：白平衡调整，可提供多种色温下的Profile，用户可以根据实际场景选择合适的色温及颜色增益（红、绿、蓝增益）；
Contrast：对比度调整，以增强图像中颜色和外形的显示效果。这里有不同的配置（可以进行切换）。也可以自己调整参数，您可以在屏幕及板子上看到效果；
Gamma Correction：伽玛校正，有启用和禁用两个模式。
▲ 图示：STM32 ISP IQTune工具图像分析页面
STM32 ISP IQTune软件还有一个十分强大的图像分析功能，该功能可以帮助用户创建自己的颜色校正矩阵，获得校正过的色度值。操作也非常简单，选择并导入一张用于颜色校正（Color Checker）的图片，进行图像分析，即可生成颜色校正矩阵和不同颜色的增益值。这些数值可以直接应用到白平衡profile的颜色校正数据中，实现精准的颜色校正，让图像色彩还原更加准确。
04、结语
STM32N6的ISP为计算机视觉领域应用中的性能提升带来显著优势，ISP IQTune相机调试工具操作便捷且功能完备，为开发者带来极大便利。STM32N6未来将催生更多创新的AI应用，深度赋能各领域边缘AI的落地。
来源：STM32
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