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2021-10-22 13:31:46     

  MHG币新闻,MHG币指出,今年秋季密集的手机发布会告一段落,恐怕局外人也看出了手机的影像实力已成为手机行业“内卷”的焦点。MHG币发现,连一向在手机影像功用上宣传较少的苹果,也在iPhone 13反面植入两颗超大摄像头,并称新款iPhone“是我们迄今最具创新的摄像更新。”

  不论是外部环境的变化还是手机内部硬件的请求,都差遣着手机厂商们钟情于晋级手机的影像实力。

  在外部需求端上,据统计,手机拍摄功用已成为中国消费者最关注的手机要素,而以Instagram、小红书为首的线上图片社交平台的火爆,则带动了更多人参加随时随地拍照的行列,这都对手机的影像功用提出了更高的请求。

  在手机的内部硬件端上,手机的处置器和屏幕简直都被高通和三星包揽,独一能动刀的手机的镜头模组也因物理尺寸的限制,难以在有限的手机可应用空间内展开身手。

  当手机硬件堆料受上述各缘由限制,给手机影像才能带来的提升越来越小时,各厂商要打破硬件限制,做出成像的差别化,计算摄影 (computational photography) 成为其竞争的焦点:经过AI优化影像算法,让用户轻松取得一张质量不错的照片。

  用计算摄影处理“疑问杂症”

  往常,强大的手机拍照技术既离不开性能优良的硬件,也离不开迅猛开展的图像处置算法,在硬件短时间难以打出差别化的理想条件下,从谷歌Pixel开端,押注AI算法助力手机影像才能的提升根本上曾经成为了手机行业的常态。因而,在计算摄影市场范围不时扩展的同时,计算摄影的算法程度也越来越重要,竞争越来越剧烈。

  计算摄影,简而言之就是使得手机生成的照片不再仅仅依赖图像传感器和拍照者的专业摄影学问,而是将手机硬件与软件相分离,让AI算法以及处置器算力参加到手机摄影中来。基于这样的理念,人工智能企业旷视提出了“AI重新定义光感知系统”。

  以往的“光+感+知”系统独立优化,先聚焦在硬件晋级,然后再以算法辅助、优化后期处置等运作方式相对流程化,往常,“光 x 感 x 知”光感知系统协同配合,软硬协同晋级,完成光感知系统全流程的才能提升。这意味着整个手机影像系统数据处置范围以及资源调度才能加强,能支持更普遍的应用场景。

  目前,旷视已为多款主流安卓智能手机提供一系列计算摄影处理计划,其中,包括超画质、降噪和图像加强等在内的技术,已在当今的智能手机中普遍应用。

  超画质是一个很大的概念,不只包括景物原有的细节纹理复原,还有着进步画面亮度、比照度以及颜色、层次感等功用,简单来说,就是让手机最后生成出来的图片更“圆满”。假如要从硬件上到达这一规范,镜头和感光元器件都需求足够的尺寸,这对不少专业单反相机来说都是难以完成的目的。

  旷视则经过AI来对高画质数码相机的成像特性停止学习,复原拍摄场景原有的细节纹理,使画面质量得到整体提升。

  降噪不断是摄影圈的一个难点,对单反摄影喜好者来说,想要拍摄一张噪点少、成像好的照片需求在单恶感光度、曝光时间上寻觅一个均衡,这也通常会招致在光线条件缺乏的状况下一些转眼即逝的霎时难以被抓住。

  为处理噪点的问题,传统的处理计划是,分别拍一张长曝光图片和短曝光图片,然后在后期软件上停止合成。往常的AI降噪,会在算法降噪的根底上,再自动拍摄数张长短曝光的照片停止合成,快速生成图片,免去了人工在后期软件上合成的步骤。

  AI算法降噪的原理是对自然光谱停止学习并总结特性,对相机传感器所捕捉的信号停止分辨,哪些是噪声,哪些是成像需求的信号,最后把需求的局部复原,把噪声的局部去掉,最大水平地保存细节同时提升信噪比,这样能让画质提升的同时,细节也可以明晰的表现出来。

  摄影师通常喜欢用大光圈拍人像,这样能够虚化背景中杂乱的场景,让拍摄的主体愈加突出。过去,手机受限于单个镜头中的光圈大小难以拍出自然的虚化效果,即使有算法的帮助也经常被用户吐槽为“抠图+粘贴”。

  图像加强技术不像专业相机的光学景深效果,而是应用手机双摄和AI算法来停止虚化。随着手机多个摄像头的呈现以及AI算法的进步,旷视经过不同摄像头之间的间距,应用算法计算出深度图像,进而构成能够媲美专业相机大光圈效果的图像。

  AI算法在多摄时期大显神通

  归功于AI算法与手机硬件系统的协同进化,AI算法在手机厂商的影像“内卷”中扮演的角色也愈加重要。依据艾瑞咨询近期发布的《2020中国人工智能手机白皮书》数据显现,截至2019年,AI拍摄算法在国内不同价位安卓手机中掩盖率达曾经到91.6%,在AI+光感知手机算法范畴,以旷视为代表的头部企业份额占比接近80%。

  人工智能企业能在手机影像范畴立足,其中一局部缘由也是AI算法迎来了手机多摄像头的时期。往常,即便是对手机影像功用最不敏感的用户,也能明显觉得到手机背后的摄像头明显变多了,主摄、广角、超广角、长焦、潜望式、微距、ToF……双摄已掉队、三个勉勉强强、四个、五个也不嫌多。

  手机厂商们热衷于增加摄像头的背后,并不是简单的营销和噱头,除了近年来多摄技术的稳步开展,还有一局部缘由在于AI算法为手机多摄提供了逾越式开展的契机,AI算法已逐步成为摄像头之间联动的纽带,在AI的驱动下摄像头之间的联动能够构成“1+1大于2”的效果。

  详细来说,手机后置摄像头数量和类别的不时增加,对AI算法意味着光线、景深、像素等多种可搜集类型数据传感器的增加。有些传感器镜头对颜色更敏感,有些捕捉纹理效果较好,有些则在运动焦点的追逐中效果最好。在AI算法与多个摄像头的谐和配合下,经过双摄变焦完成多种传感器之间的强强结合取得最佳拍摄效果,如,应用双摄虚化完成媲美单反相机的光圈效果、多摄交融有效提升图片质量等。

  多个摄像头固然使得AI算法能搜集到的数据类型和数据信息愈加丰厚,但同时也带来了系列算法和算力的技术难点,如何在手机有限的算力以及电量限制的状况下尽可能到达成像的圆满,这对AI算法自身也提出了不低的请求。

  例如,当手机应用不同焦段的镜头来完成数码变焦功用时,多个摄像头的切换需求运用到“平滑缩放算法”,该算法的质量上下将决议手机应用变焦功用时各焦段画面“接缝”的顺滑水平,越好的算法将使得这种过渡愈加自然。

  基于多年的技术积聚和项目工程落地经历,旷视的双摄虚化、多摄平滑变焦、多摄交融等算法均具有很强的泛用性,可适配多种模组组合和排布方式。以多摄交融为例,旷视的多摄交融算法采用神经网络设计模型,可有效处理明晰度不平均、主体边缘线条弯曲、局部位置重影、线条断裂错位、反复纹理错位等传统多摄交融算法中的常见问题。

  AI算法在手机影像中扮演的角色日益重要,并不意味着AI算法在将来将取代硬件,而是AI与硬件的协同互动。旷视研讨院研讨员范浩强在近日的旷视MegTech Lite漫谈AI技术分享会上表示:“手机的整体影像才能提升不是仅依托镜头多和像素高就能够完成,最重要还是成像系统各个要素间的协同。”

  手机的成像过程实质是“光电算”一体化的过程,即从光学感知到电子信号传送最后复原成图像的过程。AI算法在其中扮演的角色不只仅是在最后一步停止优化,而是在一开端时就参加到光和电的协同配合中来。

  用户是拍摄景色还是人像,是拍摄星空还是运动中的细节,AI会在一开端便判别需求调动的不同镜头组合,来完成用户想要的拍摄效果。例如,当用户选择风光形式时,AI算法便已将主摄像头和广角摄像头调动起来;当用户选择人像形式时,AI算法便会调动主摄像头和人物细节解析力更好的黑白摄像头分离起来,在双摄像头模仿大光圈效果的同时取得更优的人像表现才能。

  将来的手机拍摄,将会向着应用AI技术,了解用户企图,应用算法自动分配摄像头,圆满捕捉到用户想要拍摄的画面,从“所见即所得”到“所想即所得”,生成出传统专业相机无法拍摄出来的图片效果。

  当然,除了AI算法之外,更美妙的影像世界的完成也依赖于将来更多新形态传感器的创造。往常,AI计算摄影不只在推进更多传感器处理计划的呈现,也在硬件之外开启了手机影像的“下半场”。

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