生物學研究已經證明了,大多數動物的眼睛都是復數是有其道理的。其主要好處來自從兩個點出發,生物可以更準確的對焦,從而理解空間、動態等視覺信息。
而這兩年的手機似乎在說:我們支持仿生學,我們都有兩只眼。
現在的手機廠商開始把雙攝像頭作為中高端產品的標配,其中包括作為行業領軍者的蘋果。而在今年,雙攝像頭似乎已經可以普及到中低端機型。隨著相對保守的三星也加入雙攝家族,兩顆攝像頭比一顆好似乎已經沒有什么可爭論的。
但總是要搞事情的谷歌似乎不滿意這種認知。谷歌的Pixel 2依舊那么堅定,還是那孤零零的一顆攝像頭,似乎在表達跟風絕不是我們“谷哥”的作風。
而更加讓手機圈打臉的是,Pixel 2繼承了一代的拍攝優勢,在權威評測機構DxOMark的報告中拿到了98 分的綜合得分,成為拍照能力最強的手機之一。
宣布全面進入AI first戰略后,在手機拍攝領域谷歌也疊加了豪華的人工智能大禮包。似乎谷歌在傳達這樣一個理論:別人必須兩顆攝像頭解決的工作,我們可以用AI加一顆就搞定。
從硬件上看,Pixel 2的攝像頭搭載了1/2.6 英寸1220萬像素傳感器,搭配F/1.8 大光圈鏡頭。只能說是行業中很普遍的硬件。所以其刷高評分的主要來自于算法方向的加持。我們來看看谷歌用了什么“黑科技”。
PDAF相位對焦技術通常被其它廠商用來加快對焦速度,但在谷歌Pixel 2中,該技術卻被用來計算深度映射。
人眼之所以能感知景深,正是由于兩眼之間有著差距。而谷歌Pixel 2只有一個鏡頭,但工程師卻將圖像傳感器上的每個像素分割成兩個較小的并排像素,這相當于將手機的后置鏡頭強行分為兩半,那么相機左側的視角和右側的視角就會略有不同。這種角度差異甚至不足1mm,但卻足以被芯片識別出來計算出立體程度,并生成深度映射。(如上圖所示)
此外谷歌還在Pixel 2中集成了一顆專用圖像處理協處理器——IPU。IPU可以用來加速HDR,減少HDR的處理時間。
所謂HDR,就是高動態范圍攝影。手機不像專業單反那樣有著高寬容度,如果遇到正中午大光比強反差的情況,既不可能通過后期手段來彌補,也不可能通過各種濾鏡來輔助,便只能通過HDR的方式,以不同的曝光拍攝幾張圖片,然后通過算法合成出一張高光不過曝,暗部不死黑的圖片。
除了硬件,谷歌還通過人工智能算法對前景背景進行區分,以強化背景虛化能力。
谷歌訓練了一個用 TensorFlow 編寫的神經網絡,它負責檢查照片,并估算哪些像素屬于人,哪些不屬于。谷歌用了幾乎 100 萬張人物照片(人物隨身戴著帽子、太陽鏡以及拿著冰淇淋蛋卷)進行訓練。
有了這個神經網絡的加持,谷歌可以很好的合成出擁有完美“景深”的人像照片。
以上這些黑科技被完美整合后,其拍照能力就提升到一個非常高的水平。
未啟用人像模式(左)和啟用人像模式(右)的 HDR+ 照片
能通過HDR做到暗光下也具備良好的成像水平,這足以說明后置黑白雙攝可以被替代。能通過FDAF雙像素自動對焦+AI算法做到自然的背景虛化,這足以說明后置景深雙攝可以被替代。
誠然,目前還做不到通過算法來實現無損變焦,但隨著手機內置傳感器的日益增多,雙攝也許真的不需要了。
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原文標題:AI等黑科技加持,攝像頭會回歸單攝嗎?
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