人工智能AI芯片正在讓手機攝像頭發(fā)生巨大科技變化

　　從技術(shù)邏輯上講，搭載AI運算處理單元后的手機，結合本身GPU的圖像處理能力，最顯著(zhù)的能力提高就是在圖像內容生成、識別和處理上。無(wú)論是美顏、美景還是美視頻，算法都能給你美出來(lái)。

　　但事實(shí)上，高端機們不得不齊齊擁抱AI背后，或許還有更深層次的產(chǎn)業(yè)矛盾和現實(shí)問(wèn)題。手機AI也不止帶來(lái)了“拍照更好看”的簡(jiǎn)單提升。

　　本文中，我們將引用華為Mate 10、iPhone X和谷歌Pixel 2三款加入了AI能力與運算單元的智能手機，來(lái)討論AI帶給手機攝像頭與拍攝功能的改變。

　　曾經(jīng)我們認為手機只能打電話(huà)發(fā)短信，之后buang的一聲，手機被炸成了今天“無(wú)所不能”的智能機。隨著(zhù)AI的到來(lái)，攝像頭可能也在經(jīng)歷一場(chǎng)類(lèi)似的爆炸。

　　手機攝影已經(jīng)進(jìn)入深水區，創(chuàng )造差異只能用AI

　　為什么在短短幾個(gè)月之間，蘋(píng)果、谷歌、華為的主流旗艦機都宣布進(jìn)入了AI時(shí)代?

　　最直接的原因，顯然在于高端機之間不可避免年年上演的拍照能力大戰，打到如今已經(jīng)進(jìn)入了無(wú)比慘烈的拼刺刀階段。

　　曾經(jīng)跟一個(gè)愛(ài)寫(xiě)手機拍照評測的攝影師朋友聊天，他認為這兩年寫(xiě)手機拍照評測真的是很痛苦的一件事。因為近似價(jià)位的手機之間，拍照能力實(shí)在太接近了。拍了各個(gè)場(chǎng)景的對比圖，一會(huì )這家強，一會(huì )那家強，根本歸納不出結果來(lái)。即使嚴格按照DxOMARK這種專(zhuān)業(yè)機構的評測標準來(lái)做，結果還是五花八門(mén)。

　　也有人覺(jué)得，在手機光學(xué)硬件和攝像單元上，摩爾定律已經(jīng)接近失效了。隨著(zhù)雙鏡頭、大光圈、千萬(wàn)以上像素攝像頭成為標配，攝像頭的核心單元群落似乎已經(jīng)被固化。但手機還是要年年出，年年有改進(jìn)。更要命的是對于高端機來(lái)說(shuō)，攝像部分是絕對的血海廝殺，絕不能落人一頭——想想手機背后的研發(fā)者和產(chǎn)品經(jīng)理們，也是夠頭疼的。

　　即使領(lǐng)軍的蘋(píng)果，這幾年在攝像頭也是前進(jìn)的舉步維艱。甚至打開(kāi)一些專(zhuān)業(yè)評測網(wǎng)站的照片，普通用戶(hù)很可能分辨不清兩代機型，以及競品機型拍攝照片之間到底有什么差別。

　　畢竟不是每個(gè)人都是攝影師和藝術(shù)家，有那么細致的分辨能力。所以為了讓消費者繼續感知拍照能力在變化，必須在攝像單元之外想辦法——于是AI似乎成了最好的選擇。

　　人工智能技術(shù)的引入，或許意味著(zhù)手機可以憑借基礎硬件的改變和大量算法助陣，來(lái)提升手機在拍攝、錄制時(shí)的體驗。創(chuàng )造更多的玩法、更簡(jiǎn)單的體驗，擺脫在光圈、像素等少數幾個(gè)領(lǐng)域的無(wú)盡糾纏。對于渴望新消費增長(cháng)點(diǎn)的手機廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)絕對是一場(chǎng)驚喜。

　　更重要的是，AI算力與算法在手機拍攝中的應用，可以有多種模式和方法。很難想象秘密研發(fā)的旗艦機會(huì )在A(yíng)I應用細節上撞車(chē)。這點(diǎn)在華為Mate 10和iPhone 8/X之間的差異化中已經(jīng)可見(jiàn)一斑，而這只是個(gè)開(kāi)始，更多技術(shù)與開(kāi)發(fā)生態(tài)成熟后，兩款旗艦機之間的差距只會(huì )越來(lái)越大。這是手機廠(chǎng)商們求之不得的。

　　脫離同質(zhì)化競爭的苦海，恐怕只能靠AI。所以，AI來(lái)了......

　　最后的戰役：算法和硬件能力填補特殊場(chǎng)景

　　當然，AI可能改變手機的拍攝戰爭，絕不是說(shuō)這場(chǎng)戰役就不繼續下去了。

　　事實(shí)上，在開(kāi)創(chuàng )新玩法之前，AI幫助手機拍攝完成的最后一場(chǎng)戰役，還是會(huì )聚焦在主流手機攻堅了許多年的戰場(chǎng)：特殊場(chǎng)景拍攝。

　　這里所謂的特殊場(chǎng)景，包括夜景、強光、暗光、動(dòng)態(tài)捕捉幾個(gè)方面，具體應用的例子更是花樣繁多。因為手機的攝像頭注定沒(méi)有縱深，所以無(wú)法像單反攝像頭一樣來(lái)處理極限光環(huán)境下的成像效果。因此暗光、強光環(huán)境下的拍攝，也逐漸成為評價(jià)一款手機攝像能力好壞的基本要素。

　　看一下DxOMARK的手機拍攝評分排名，會(huì )發(fā)現前五已經(jīng)基本被AI手機所占據。而這些手機拍照能力的重要加分項，就來(lái)自算法對光線(xiàn)環(huán)境的捕捉和平衡推導。比如谷歌谷歌Pixel 2會(huì )采用復雜的算法，比如對攝像頭收集信息進(jìn)行拆分和模塊深度學(xué)習，來(lái)達成精神效果和光源重繪。因此在白光處理上獲得了高分。

　　在DxOMARK的這張評測圖中，可以看出應用了AI算法幫忙之后，各家旗艦機在處理光影關(guān)系時(shí)都較以前的純光學(xué)模式有了顯著(zhù)改善，尤其是在匹配陰影與光亮的結構關(guān)系上。

　　算法捕捉技術(shù)不僅作用于靜態(tài)拍照中，更多體現在高速運動(dòng)環(huán)境下通過(guò)算法來(lái)實(shí)現超高速對焦，以及在暗光環(huán)境下完成的識別+拍攝。

　　AI+手機拍攝，還能在比較復雜的動(dòng)作和特殊光線(xiàn)下實(shí)現動(dòng)態(tài)美顏與視頻美化。利用底層硬件+算法，智能機可以實(shí)現了單靠攝像頭無(wú)法達成的很多功能。

　　但這只是提升，AI到來(lái)的真正意義在于讓很多所謂“常識”發(fā)生改變…..

　　直男救星：用AI的識別能力解放人類(lèi)拍照

　　請假設你是一位不熱愛(ài)拍照，但熱愛(ài)女朋友的直男……當你使用昂貴手機給女友拍照的時(shí)候，第一感覺(jué)是什么？

　　開(kāi)心？忐忑？NO，你的第一感覺(jué)是復雜到心累。你會(huì )發(fā)現手機上一大堆功能，一會(huì )要HDR，一會(huì )要美顏美膚，一會(huì )要大光圈背景虛化，一會(huì )要景深模式......這要是趕上個(gè)暴脾氣，不是扔手機就是扔女朋友。

　　事實(shí)上，會(huì )產(chǎn)生如此復雜的操作和專(zhuān)有名詞。是因為為了處理不同的拍攝對象和場(chǎng)景，手機必須模仿相機的模式，給出不同的曝光、白平衡和對焦策略。但更多的功能意味著(zhù)更復雜的操作，世界上還是手殘黨多一點(diǎn)，是否能免去這一步呢？

　　對于A(yíng)I加入手機這件事，或許一個(gè)十分值得興奮的點(diǎn)在于，AI的主要能力之一在于識別和理解圖像。換言之，通過(guò)識別后的圖像信息自動(dòng)觸發(fā)功能對應，或許意味著(zhù)可以把拍照無(wú)能的直男們解放出來(lái)。

　　比如谷歌的Pixel 2就很大程度上利用了AI的識別能力來(lái)拍照。在它的攝像單元里，隱藏著(zhù)一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法，專(zhuān)門(mén)用來(lái)分辨拍攝中的人物信息。然后傳輸到后端進(jìn)行不同階段的對應圖片處理。

　　當然，谷歌的這個(gè)技術(shù)主要目的是讓但攝像頭來(lái)獲取雙攝的美顏拍照背景虛化能力。而華為Mate 10的識別+拍攝，也即其宣傳的“智慧攝影”模式似乎是更激進(jìn)的方案。Mate 10的處理方式，是通過(guò)NPU來(lái)先期學(xué)習圖片的信息特征，從而獲得給拍照對象分類(lèi)的能力。然后組織成13種拍照模式。

　　當攝像頭在拍攝時(shí)觸發(fā)了這種模式，手機將自動(dòng)調到對應的模式。

　　事實(shí)上，這種先識別后拍攝的模式很可能在短期內成為通行的標配，甚至取代一部分常用功能。畢竟在我們日常生活和社交中，拍攝照片的目的和期望效果是有高度一致性的。通過(guò)AI帶來(lái)的深度學(xué)習能力歸納這些特性，智能化完成用戶(hù)期許，或許才是未來(lái)攝影的常態(tài)。

　　也許不久的將來(lái)，你到了海邊結果下雨，到了景區遇上霧霾，到了好萊塢沒(méi)有大明星，就可以用AI來(lái)造藍天白云青山綠水，甚至弄出來(lái)幾個(gè)偶爾路過(guò)的明星側影.....

　　當然，AI的識別+拍攝能力，真正應該解放的是老人、孩子以及大多數只是偶爾采用手機拍照的普通人。畢竟我們大多數人無(wú)暇學(xué)習復雜的教程，錘煉高超的審美，但我們還是希望讓精心準備的一刻留下更漂亮的記憶。

　　AI讓世界更公平，也許正是如此。

　　已經(jīng)發(fā)生的大爆炸：攝像頭不只用來(lái)拍照

　　上面介紹了兩種可見(jiàn)的AI+攝像頭模式：AI提升拍攝和AI改變拍攝。而AI還帶給攝像頭另一種賦能：不只用來(lái)拍攝。

　　目前所見(jiàn)，這重功能已經(jīng)有兩種思路：第一種iPhone X為代表的，在感知能力上做文章，將攝像頭與傳感部件結合生成新的體驗與功能。

　　iPhone X攝像頭在結合了新的感光元件以外，更重要的是加入了相當復雜的傳感器系統。尤其是在前置攝像頭上，用“劉海”里原深感攝像頭實(shí)現了生物識別和動(dòng)態(tài)捕捉，達成了Animoji和人像光效等特色功能。

　　另外Face ID也是通過(guò)類(lèi)似功能來(lái)實(shí)現的結構光識別。泛光感應元件還能在暗光狀態(tài)下幫助用戶(hù)解鎖手機。這種思路或許意味著(zhù)，攝像頭以后不僅僅是“看見(jiàn)”，而更多可以“感知”外在。目前作用僅僅是人臉識別和一些特色功能，但距離運用硬件和算法基礎開(kāi)發(fā)更多功能應該已經(jīng)不遠了。

　　而另一種模式，是通過(guò)攝像頭本身的機器視覺(jué)能力來(lái)獲得數據學(xué)習和智能體成長(cháng)能力。加入記憶和學(xué)習能力的AI攝像頭不僅是記錄影像信息，并且還會(huì )在本地完成對這些信息的學(xué)習和理解。從而適應用戶(hù)習慣，達成更好的拍攝體驗。

　　這兩種方式都意味著(zhù)，手機AI帶來(lái)的不僅是攝像能力本身的提升。而是將攝像頭作為信息采集方式之一，納入更龐大的能力體系里。以此培養出手機的精準識別能力、多元數據處理能力、內容輸出能力，這對于未來(lái)才是至關(guān)重要的。

　　或許等到開(kāi)發(fā)者開(kāi)始集體思考這些能力意味著(zhù)什么，移動(dòng)AI帶給影像世界的真正價(jià)值才會(huì )浮現出來(lái)。

　　AI可以改變手機的很多方面，但從根本上說(shuō)，它想改變的是被看做常識的人機交互方式。