人工智能AI芯片正在讓手機(jī)攝像頭發(fā)生巨大科技變化

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

　　但事實(shí)上，高端機(jī)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(xiàn)實(shí)問題。手機(jī)AI也不止帶來了“拍照更好看”的簡單提升。

　　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(yùn)算單元的智能手機(jī)，來討論AI帶給手機(jī)攝像頭與拍攝功能的改變。

　　曾經(jīng)我們認(rèn)為手機(jī)只能打電話發(fā)短信，之后buang的一聲，手機(jī)被炸成了今天“無所不能”的智能機(jī)。隨著AI的到來，攝像頭可能也在經(jīng)歷一場類似的爆炸。

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

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

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

　　曾經(jīng)跟一個(gè)愛寫手機(jī)拍照評測的攝影師朋友聊天，他認(rèn)為這兩年寫手機(jī)拍照評測真的是很痛苦的一件事。因?yàn)榻苾r(jià)位的手機(jī)之間，拍照能力實(shí)在太接近了。拍了各個(gè)場景的對比圖，一會這家強(qiáng)，一會那家強(qiáng)，根本歸納不出結(jié)果來。即使嚴(yán)格按照DxOMARK這種專業(yè)機(jī)構(gòu)的評測標(biāo)準(zhǔn)來做，結(jié)果還是五花八門。

　　也有人覺得，在手機(jī)光學(xué)硬件和攝像單元上，摩爾定律已經(jīng)接近失效了。隨著雙鏡頭、大光圈、千萬以上像素?cái)z像頭成為標(biāo)配，攝像頭的核心單元群落似乎已經(jīng)被固化。但手機(jī)還是要年年出，年年有改進(jìn)。更要命的是對于高端機(jī)來說，攝像部分是絕對的血海廝殺，絕不能落人一頭——想想手機(jī)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)軍的蘋果，這幾年在攝像頭也是前進(jìn)的舉步維艱。甚至打開一些專業(yè)評測網(wǎng)站的照片，普通用戶很可能分辨不清兩代機(jī)型，以及競品機(jī)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(xì)致的分辨能力。所以為了讓消費(fèi)者繼續(xù)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，或許意味著手機(jī)可以憑借基礎(chǔ)硬件的改變和大量算法助陣，來提升手機(jī)在拍攝、錄制時(shí)的體驗(yàn)。創(chuàng)造更多的玩法、更簡單的體驗(yàn)，擺脫在光圈、像素等少數(shù)幾個(gè)領(lǐng)域的無盡糾纏。對于渴望新消費(fèi)增長點(diǎn)的手機(jī)廠商來說絕對是一場驚喜。

　　更重要的是，AI算力與算法在手機(jī)拍攝中的應(yīng)用，可以有多種模式和方法。很難想象秘密研發(fā)的旗艦機(jī)會在AI應(yīng)用細(xì)節(jié)上撞車。這點(diǎn)在華為Mate 10和iPhone 8/X之間的差異化中已經(jīng)可見一斑，而這只是個(gè)開始，更多技術(shù)與開發(fā)生態(tài)成熟后，兩款旗艦機(jī)之間的差距只會越來越大。這是手機(jī)廠商們求之不得的。

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

　　最后的戰(zhàn)役：算法和硬件能力填補(bǔ)特殊場景

　　當(dāng)然，AI可能改變手機(jī)的拍攝戰(zhàn)爭，絕不是說這場戰(zhàn)役就不繼續(xù)下去了。

　　事實(shí)上，在開創(chuàng)新玩法之前，AI幫助手機(jī)拍攝完成的最后一場戰(zhàn)役，還是會聚焦在主流手機(jī)攻堅(jiān)了許多年的戰(zhàn)場：特殊場景拍攝。

　　這里所謂的特殊場景，包括夜景、強(qiáng)光、暗光、動態(tài)捕捉幾個(gè)方面，具體應(yīng)用的例子更是花樣繁多。因?yàn)槭謾C(jī)的攝像頭注定沒有縱深，所以無法像單反攝像頭一樣來處理極限光環(huán)境下的成像效果。因此暗光、強(qiáng)光環(huán)境下的拍攝，也逐漸成為評價(jià)一款手機(jī)攝像能力好壞的基本要素。

　　看一下DxOMARK的手機(jī)拍攝評分排名，會發(fā)現(xiàn)前五已經(jīng)基本被AI手機(jī)所占據(jù)。而這些手機(jī)拍照能力的重要加分項(xiàng)，就來自算法對光線環(huán)境的捕捉和平衡推導(dǎo)。比如谷歌谷歌Pixel 2會采用復(fù)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(xí)，來達(dá)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?jiān)u測圖中，可以看出應(yīng)用了AI算法幫忙之后，各家旗艦機(jī)在處理光影關(guān)系時(shí)都較以前的純光學(xué)模式有了顯著改善，尤其是在匹配陰影與光亮的結(jié)構(gòu)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(xiàn)在高速運(yùn)動環(huán)境下通過算法來實(shí)現(xiàn)超高速對焦，以及在暗光環(huán)境下完成的識別+拍攝。

　　AI+手機(jī)拍攝，還能在比較復(fù)雜的動作和特殊光線下實(shí)現(xiàn)動態(tài)美顏與視頻美化。利用底層硬件+算法，智能機(jī)可以實(shí)現(xiàn)了單靠攝像頭無法達(dá)成的很多功能。

　　但這只是提升，AI到來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拍照

　　請假設(shè)你是一位不熱愛拍照，但熱愛女朋友的直男……當(dāng)你使用昂貴手機(jī)給女友拍照的時(shí)候，第一感覺是什么？

　　開心？忐忑？NO，你的第一感覺是復(fù)雜到心累。你會發(fā)現(xiàn)手機(jī)上一大堆功能，一會要HDR，一會要美顏美膚，一會要大光圈背景虛化，一會要景深模式......這要是趕上個(gè)暴脾氣，不是扔手機(jī)就是扔女朋友。

　　事實(shí)上，會產(chǎn)生如此復(fù)雜的操作和專有名詞。是因?yàn)闉榱颂幚聿煌呐臄z對象和場景，手機(jī)必須模仿相機(jī)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更復(fù)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AI加入手機(jī)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，通過識別后的圖像信息自動觸發(fā)功能對應(yīng)，或許意味著可以把拍照無能的直男們解放出來。

　　比如谷歌的Pixel 2就很大程度上利用了AI的識別能力來拍照。在它的攝像單元里，隱藏著一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，專門用來分辨拍攝中的人物信息。然后傳輸?shù)胶蠖诉M(jìn)行不同階段的對應(yīng)圖片處理。

　　當(dāng)然，谷歌的這個(gè)技術(shù)主要目的是讓但攝像頭來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NPU來先期學(xué)習(xí)圖片的信息特征，從而獲得給拍照對象分類的能力。然后組織成13種拍照模式。

　　當(dāng)攝像頭在拍攝時(shí)觸發(fā)了這種模式，手機(jī)將自動調(diào)到對應(yīng)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(nèi)成為通行的標(biāo)配，甚至取代一部分常用功能。畢竟在我們?nèi)粘Ｉ詈蜕缃恢?，拍攝照片的目的和期望效果是有高度一致性的。通過AI帶來的深度學(xué)習(xí)能力歸納這些特性，智能化完成用戶期許，或許才是未來攝影的常態(tài)。

　　也許不久的將來，你到了海邊結(jié)果下雨，到了景區(qū)遇上霧霾，到了好萊塢沒有大明星，就可以用AI來造藍(lán)天白云青山綠水，甚至弄出來幾個(gè)偶爾路過的明星側(cè)影.....

　　當(dāng)然，AI的識別+拍攝能力，真正應(yīng)該解放的是老人、孩子以及大多數(shù)只是偶爾采用手機(jī)拍照的普通人。畢竟我們大多數(shù)人無暇學(xué)習(xí)復(fù)雜的教程，錘煉高超的審美，但我們還是希望讓精心準(zhǔn)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：攝像頭不只用來拍照

　　上面介紹了兩種可見的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：不只用來拍攝。

　　目前所見，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(jié)合生成新的體驗(yàn)與功能。

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

　　另外Face ID也是通過類似功能來實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)光識別。泛光感應(yīng)元件還能在暗光狀態(tài)下幫助用戶解鎖手機(jī)。這種思路或許意味著，攝像頭以后不僅僅是“看見”，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(yùn)用硬件和算法基礎(chǔ)開發(fā)更多功能應(yīng)該已經(jīng)不遠(yuǎn)了。

　　而另一種模式，是通過攝像頭本身的機(jī)器視覺能力來獲得數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)和智能體成長能力。加入記憶和學(xué)習(xí)能力的AI攝像頭不僅是記錄影像信息，并且還會在本地完成對這些信息的學(xué)習(xí)和理解。從而適應(yīng)用戶習(xí)慣，達(dá)成更好的拍攝體驗(yàn)。

　　這兩種方式都意味著，手機(jī)AI帶來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(yǎng)出手機(jī)的精準(zhǔn)識別能力、多元數(shù)據(jù)處理能力、內(nèi)容輸出能力，這對于未來才是至關(guān)重要的。

　　或許等到開發(fā)者開始集體思考這些能力意味著什么，移動AI帶給影像世界的真正價(jià)值才會浮現(xiàn)出來。

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