4月22日午後、中国国内チップメーカーの国科微（Goke Microelectronics Co., Ltd.）は、自社開発の次世代人工知能画像処理エンジン（AI ISP）のブランド「圓鸮（Yuanxiao）」を正式に立ち上げた。国科微はAIと画像処理技術の融合における重要な一歩を踏み出し、セキュリティー、低空経済、コンシューマーエレクトロニクス、産業インターネットなどの産業に高度なインテリジェント画像処理チップとソリューションをもたらすことが期待される。
AI ISPとは
従来の画像信号処理（lmage Signal Processing, ISP）は、主にイメージセンサーから出力される RAW 画像信号を処理・最適化するために用いられる技術だ。その原理は、イメージセンサーが受け取った光情報を画像情報に変換し、一連のデジタル画像処理アルゴリズムでノイズ、輝度、色調などを最適化することで、スマート端末が複雑な現実環境でも周囲を鮮明に認識できる能力を獲得することだ。
しかし、ユーザーの画質要求が高まるにつれ、伝統的 ISP による画質改善の余地は限られてきている。特に暗い光環境など複雑なシーンで明らかな性能向上を図るには、ISP コアの数を増やす（多くのスマートフォンチップメーカーがフラッグシップチップで 3 つの ISP を搭載するなど）、大型イメージセンサーや大口径レンズを採用し、補光ライトを追加するなど、部品を増やすことが避けられなくなる。こうした対策はコストを大幅に上昇させ、大衆市場への普及を難しくしている。
国科微のスマートビジョン製品ライン上級市場マネージャーである潘雨（パン・ユ）氏は、「伝統的 ISP は継続的に改良されてきたが、得られる成果は縮小傾向にあり、ユーザーが感じる体験向上は限られている。AI 技術と ISP 技術を融合し、AI ビジョン処理モデルを構築することで、伝統的 ISP の性能上限を突破し、画質の質的向上を実現できる」と述べた。
では、伝統的 ISP と比べて、AI ISP は具体的にどのような向上をもたらすのか？
簡略化すると、AI ISP は人工知能（AI）技術を組み込むことで、画像信号の処理をよりスマートかつ個別化させる。単に「鮮明に見える」だけでなく、「理解可能な画像」を提供するための基盤を築く技術だ。
詳細に見ると、伝統的 ISP は信号の前処理、ノイズ除去、色補正、ワイドバランス調整、画像強化、圧縮などの工程を含み、固定アルゴリズムと事前設定パラメータに依存して処理を行う。このため、光量不足や複雑な光環境下では、ノイズ発生、色ズレ、細部の欠落などの問題が生じやすい。
対して AI ISP は、学習済みの AI アルゴリズムモデル、専用の NPU/IPU 加速ユニット、画像信号処理回路を融合させることで、AI ノイズ除去、HDR 強化、色補正、逆光・暗所表現の向上をサポート。さらに、リアルタイムのシーン、撮影対象、ユーザーの嗜好に応じてパラメータを適応的に最適化し、より正確で鮮明な画像処理を実現する。
AI ISP のこうしたメリットにより、スマートフォン、防犯監視、産業検査、AI/AR グラス、自動運転、医療イメージングなど幅広い分野で成長が見込まれる。
4 大核心技術能力が支え、スマートビジョンチップ市場で国科微がシェア上位を維持
長年、ビデオ処理、エッジ AI、車載エレクトロニクス分野でチップとソリューションを提供する国科微は、継続的な研究開発投資と市場からのフィードバックを積み重ねることで、4 大核心技術能力を構築した。
1. 豊富な複雑 SoC チップ及びソリューション設計実績
独自開発した核心アナログ IP をはじめ、高集積化設計能力により、顧客の製品複雑度とコストを低減できる。成熟した複雑 SoC システム設計技術と、Linux/Android/TVOS など複数のオペレーティングシステムへの柔軟な対応能力を備えている。
2. 優れたビデオ符号化・復号化能力
AVS2/AVS3、H.264/H.265/H.266 などの符号化技術において長年の技術積み重ねを持ち、1080P から 8K までのビデオ符号化・復号化能力を網羅している。HDR VIVID、Audio VIVID、ChinaDRM などの中国国内規格に加え、Smart264/265などのビデオフォーマットも対応でき、ビットレートをさらに低下させることが可能だ。
3. リーディングクラスの画像信号処理能力
独自開発したアルゴリズムと核心 ISP（画像信号処理回路）、画像処理 IP を組み合わせ、高精度な画像処理を実現可能。複雑な光環境下でもノイズ除去、色補正、細部強化などを効果的に行うことができる。
4. 独自開発 NPU による幅広い演算能力
0.2T から 20T までの演算能力を備えたニューラルネットワークアクセラレータ（NPU）を独自開発し、さまざまなシーンのニーズに応える。この NPU は演算効率が高く、主流のニューラルネットワークを全面的にサポートし、超低消費電力アプリケーションにも適している。開発ツールチェーンもユーザーフレンドリーで、効率的な開発を可能にしている。
これら 4 大技術能力を活かし、国科微はフロントエンドからバックエンド、ハイエンドからローエンドまでの AI ビジョンプロセッサ製品マトリックスを構築している。中国国内の ISP 市場、防犯監視用 IPC（インテリジェントビデオカメラ）チップ、NVR/DVR チップ市場で高いシェアを獲得している。
潘雨氏によると、国科微の独自開発 ISP はすでに業界トップクラスの地位を確立した。ISP、符号化・復号化、NPU などの核心技術優位性を活かし、AI ビジョンチップは中国国内防犯市場で安定したシェアを保持している。第三者調査データによると、防犯監視用 IPC チップ市場で約 20%、消費向け知能ビジョンチップ市場でも約 20% のシェアを獲得しているという。
国科微「圓鸮（ユアンシャオ）」AI ISP 発表：6 大キーテクノロジー特性を解析
「圓鸮（ユアンシャオ）」は、ノイズ除去、マルチスペクトル融合、RGBIR（赤外線付き RGB）、手ぶれ補正、画像合成、高速焦点合わせなどの技術で全面的なサポートと性能向上を実現し、優れた「暗視全彩」効果と高画質撮像を提供する。
1. 超感度ノイズ除去
「圓鸮（ユアンシャオ）」 AI ISP は独自開発の AI ノイズ除去アルゴリズムモデルに基づき、信号雑音比（SNR）を 8dB 向上させる。これにより画像内の信号とノイズを精度よく区別し、過剰なノイズを除去する。極低照度環境下でも、夜間撮影時に昼間のような鮮明な画像を実現する。
2. マルチスペクトル融合
赤外光と可視光の画像情報を同時に融合させ、独自の ISP 融合アルゴリズムで暗所・弱光環境下でも赤外光のみを補光して、光污染のない全彩画像を出力する。特に夜間撮影時には、豊富な色彩と明瞭な細部を維持する。
潘雨氏は「赤外光は細部を補完し、光污染を生じない。可視光（色彩情報）と融合することで画質を大幅に向上できる。さらに、赤外線熱画像センサー（温度感知）と可視光センサーを組み合わせることで、さまざまな拡張機能も実現可能だ」と説明した。
3. 6 自由度デジタル手ぶれ補正
機器の動きによる画面の揺れを AI アルゴリズムで解析し、電子手ぶれ補正（EIS）とデジタル手ぶれ補正（DIS）を融合した 6 自由度（6-DOF）補正をサポート。高周波数の揺れを正確に検出・除去し、動きのあるシーンでも滑らかな画像を提供する。
国科微 ISP 開発センターの王玺林（ワン・シイリン）氏はIC Smartの取材に対し、「伝統的な手ぶれ補正には 2 種類ある。1 つは光学・機械補正で高い性能を発揮するがコストが高い。もう 1 つは電子・デジタル補正でコストは低いが性能に限界がある。圓鸮 AI ISP は後者のコストメリットを活かしながら、格段の補正性能を実現した」と紹介した。
4. 最大 4 カメラ合成による広視野撮影
最大 4 台のカメラの画像を統合して広角・無縫な合成画像を生成。従来の単一カメラでは得られない高解像度と広い視野を実現し、監視・撮影用途での適用範囲を大幅に拡大した。
5. 高速焦点合わせ（PDAF 技術）
位相差検出 AF（PDAF：Phase Detection Auto Focus）技術をサポートし、被写体までの距離を高速で計測して焦点を合わせる。動体撮影や複雑なシーンでも迅速かつ正確な焦点合わせを実現する。
6. 技術積み重ねと異なる分野の技術融合
国科微は 2D NR、3D NR、デュアル 3D NR ノイズ除去、ワイドダイナミックレンジ、マルチスペクトル融合、AI ノイズ除去などの技術で長年の実績を積んでいる。さらに、アルゴリズムチーム、AI チーム、論理チップチームの共同開発により、異分野の技術融合を推進し、研究成果を迅速に製品競合力に変換している。
王玺林氏は、「今後は AI 超解像（AI SR）、AI フォグリムーバ、AI 画像合成、AI ダイナミックレンジコントロール（DRC）などの技術をさらに進化させ、さまざまなビジョンアプリケーションでのニーズに応えていく」と将来の技術展開を明らかにした。
AI ISP 市場の激戦：国科微は抜け出せるか
市場調査データによると、2023 年の中国 AI ビジョンチップ売上高は 630 億ドル（約9兆90億円）に達し、前年比 18% 増加した。2024 年には 25% 増の 799 億ドル（約11兆4,257億円）まで拡大する見通しだ。近年、ユーザーの画質要求の高まりが、独立型 ISP チップ市場の急速な成長を後押ししている。
Dataintelo のデータでは、2023 年の世界独立型 ISP チップ市場規模は約 32 億ドル（約4,576億円）で、2032 年までに約 59 億ドル（約8,437億円）まで成長し、予測期間中の複合成長率は 7.1% と見込まれている。ただし、伝統的 ISP による画質向上は「ボトルネック」に達しており、AI 技術を組み込んだ AI ISP チップは、さまざまな分野での複雑な画像信号処理ニーズを継続的に満たすことができる。これは、AI ISP チップが伝統的独立型 ISP を徐々に置換える可能性を示しており、防犯監視や車載市場から AI/AR グラス、工業用など更に広い分野への適用拡大により、市場規模がさらに拡大する見通しだ。
現在、AI ISP 技術分野では国科微の他に、華為海思（HI-SILICON）、星宸科技(SigmaStar)、富瀚微（Fullhan Microelectronics）、愛芯元智（AXERA）などが参入し、伝統 ISP の置換を積極的に推進しており、今後の競合は一段と激化する見込みだ。
これに対し、王玺林氏は「国科微には成熟した伝統アルゴリズムチームと優秀な AI アルゴリズムチーム、さらに論理チップとソフトウェアチームが融合し、アルゴリズムから論理設計、ソフトウェアプラットフォームまでの完全な組織体制を構築している。特にノイズ除去技術では豊富な技術積み重ねがあり、圓鸮 AI ISP の技術優位性を確立している」と述べた。
AI ISP 市場はまだ黎明期にあり、AI 技術の進歩に伴い、各業界での応用ニーズは日増しに拡大する見通しだ。国科微が推出した GK7606V1 と GK7206V1 シリーズは、ハイエンドとローエンドの 2 つのラインアップを形成し、スマート防犯、ドライブレコーダー、ドローン映像伝送、スポーツ DV、会議用カメラなどの幅広いアプリケーションに豊富なソリューションを提供することができる。
（為替換算レート：1人民元=20円、1米ドル=143円で計算）