摘要：在手机的影像系统中，图像信号处理器（ISP，ImageSignalProcessor）是决定成像质量的关键组件。当光线通过镜头进入图像传感器后，传感器将光信号转换为原始电信号，这些原始数据需要经过ISP的处理，才能呈现出清晰、色彩准确的图像。
【ZOL中关村在线原创技术】在手机的影像系统中，图像信号处理器（ISP，ImageSignalProcessor）是决定成像质量的关键组件。当光线通过镜头进入图像传感器后，传感器将光信号转换为原始电信号，这些原始数据需要经过ISP的处理，才能呈现出清晰、色彩准确的图像。
现在的ISP不仅提升了图像处理地速度和效率，还支持更高分辨率的图像处理和多摄像头协同工作。例如大家很喜爱的人像功能，就是通过ISP算法实现类似大光圈镜头的虚化效果。
6年时间，小米从0起步，走到了今天发布的第四代自研ISP玄戒O1，其采用业内罕见的“三段式处理架构”，不仅大幅提升影像处理效率和画质，还在能耗控制和硬件资源占用上取得了出色平衡。
那么，小米的自研ISP究竟发展到了什么水平？我们不妨从头说起。
1六年四代，稳扎稳打的技术积累
小米的ISP自研之路始于2019年。当年小米相机部门立项启动自研ISP开发。
2021年，澎湃C1首次登场，在小米MIXFold上实现落地。它显著优化了3A算法（自动对焦AF、自动白平衡AWB、自动曝光AE）表现，解决了拍照体验中的基础瓶颈。
第二代澎湃C2在2022年由部分小米12SUltra搭载，作为过渡版本，为后续架构演进积累了经验。2024年初，小米14Ultra部分机型引入第三代C3，但C2和C3并未作为宣传卖点，而是更多承担底层算法验证与打磨的角色。
而到了2025年，小米第四代ISP以“玄戒O1”的身份正式登场，首次将ISP性能与功耗、画质与生态全面拉通，不仅成为小米15SPro影像系统的核心支撑，也标志着小米正式步入自研ISP的成熟期。
02｜颠覆传统的三段式ISP架构
当前市面主流手机ISP多采用“两段式处理架构”，将处理流程简化为前端3A与后端图像渲染。而玄戒O1则大胆采用三段式流水线设计，大幅提升了影像算法运行效率和灵活性：
第一级流水：完成原始图像数据的3A统计和处理，同时进行坏点校正。
第二级流水：在Raw域内进行HDR融合、降噪、解Bayer、影调调整、局部/全局色调映射。
第三级流水：专注视频处理，包括电子防抖（EIS）、时域降噪、色彩增强和动态范围提升等。
这种设计不只是对ISP结构的重新划分，更从底层释放了处理能力，使Raw域算法得以深入展开，带来更高的画质上限。同时，三段式解耦架构允许不同流水级以不同频率运行：一级流水保持高频匹配CMOS输入，而二级与三级可“低速”运行，有效降低功耗与芯片面积。另外，玄戒O1的整体面积仅为传统旗舰ISP的60%。
2 高速+ 高画质= 真旗舰影像
从纸面规格来看，玄戒O1的ISP拥有旗舰级参数。其吞吐量高达87亿像素每秒，支持单摄最高2亿像素成像，能够清晰捕捉高分辨率画面细节；在多摄协同方面，三摄并发支持最高可达6400万+5000万+5000万像素的组合，满足多镜头同时拍摄的高像素需求；此外，3A加速模块的加入是一大亮点，可使AF（自动对焦）、AWB（自动白平衡）、AE（自动曝光）速度提升100%，显著提升相机启动、连拍与预览响应速度，让拍摄体验更加流畅迅速。
在画质提升方面，玄戒O1配备了两块关键的硬件增强单元。其一为实时多帧HDR融合单元，该单元通过局部对齐技术，在提升视频动态范围的同时有效降低鬼影问题，即使在复杂光线场景下，也能让画面明暗层次更加丰富、细节还原更为真实；其二是AI智能降噪模块，它借助CNN深度神经网络对Raw视频进行逐帧降噪处理，信噪比最高可提升13dB，相当于实现20倍的噪点抑制能力，大幅减少画面噪点干扰，使视频画质更显纯净细腻。
这些先进的技术配置，让Xiaomi15SPro跻身业内少数支持全焦段超级夜景视频的旗舰机型之列。小米还开放了第三方API接口，微信视频、抖音直播等场景也能调用玄戒O1的夜景处理能力，实现系统级画质加成。
所看即所得
在AI能力方面，玄戒O1内部集成了一组6核心的NPU集群，并针对小米自研的端侧AI模型进行了底层架构适配。相比常规的通用型NPU，玄戒O1的AI集群具备多任务并行计算能力，支持在拍照时同时进行画面预览与图像增强处理，真正实现“所见即所得”的拍摄体验。
3 实测体验：Xiaomi15S Pro影像水准依旧旗舰
在硬件方面，小米15SPro搭载徕卡Summilux全焦段大光圈5000万像素传感：主摄为光影猎人900，超广角为JN1，5x长焦镜头为IMX858。下面为大家带来样张实测以及和小米14Ultra样张对比。
23mm焦段主摄拍摄的这张照片，当时太阳光从镜头侧面斜射过来，形成了侧逆光，光照条件并不算好，但是小米的成片素质依旧很高，建筑的轮廓、飞檐等细节清晰，天空的蓝色、建筑的古色古香以及绿树的颜色都比较自然。
47mm是构图的黄金焦段，建筑的纹理，如古建筑的彩绘、砖瓦结构，以及天空云朵的细节都得到较好呈现，前两张古建筑图片色彩鲜艳且真实，红柱、绿瓦、蓝色彩绘还原到位，蓝天与白云的色彩也自然舒适，没有偏色问题，画面整体曝光准确。
即使是240mm，甚至是480mm，小米15SPro的长焦成像效果依旧是出类拔萃的优秀，下面和小米14Ultra做一个对比。
可以看到，小米15SPro在长焦方面的成像会有更多的细节，这一点我是非常意外的。
主体招牌明亮清晰，色彩还原准确，红、白、黑三色鲜明，背景虽暗但没有出现明显噪点，画面纯净度高。
明暗对比处理得当，暗部不过于漆黑，保留了微弱环境细节，亮部的建筑内部光线没有严重过曝，展现出较好的宽容度，画面整体氛围感强。
招牌上的文字清晰锐利，招牌上密密麻麻的灯珠明暗全部还原了出来，噪点控制较好，背景建筑细节也有一定呈现。
人像方面，上图的长焦人像画面整体清晰度高，人物脸部细节还原到位，连腮红这类细微的妆容都可以很好地呈现。人物的服装纹理，像新娘婚纱的褶皱、新郎西装的面料质感都清晰可辨，细节丰富。阳光洒在人物身上形成自然的明暗过渡，增强了立体感，同时在红墙上形成斑驳树影，加上徕卡的色调，氛围相当棒。
这张长焦镜头，人物的古装服饰色彩鲜艳、刺绣精美，发髻上的花朵装饰醒目，在画面中十分突出，背景虚化处理地很好，光线柔和自然，在身上形成自然明暗过渡，立体感非常突出。
整体来看，小米15SPro借助玄戒O1自研SoC中的第四代ISP，在影像调校上实现了令人惊喜的突破。三段式ISP架构为Raw域算法处理提供了更强的能力，结合徕卡Summilux光学系统与多颗高规格镜头，呈现出色彩真实、细节丰富的成片效果。无论是逆光场景、超远长焦，还是复杂光影下的人像拍摄，15SPro都展现出了惊人的高水准，依旧是行业旗舰水平。
4 最后
玄戒O1代表的小米第四代自研ISP，不再是试验性质的底层芯片，而是真正意义上实现商用化、旗舰化的核心器件。从三段式架构设计到AI算法加持，从高速吞吐到全焦段夜景支持，它不仅重塑了Xiaomi15S Pro的影像系统，也展现出小米在ISP自研领域“慢工出细活”的技术积累。
也许，小米距离真正自主影像平台的完全闭环，仅一步之遥。
来源：中关村在线
