一年一度的通信盛會(huì)MWC 2019結(jié)束不久，在5G試商用的背景下，華為、三星、OPPO、小米、SONY、LG等手機(jī)廠商陸續(xù)推出的5G手機(jī)成為了MWC 2019上的亮點(diǎn)。除了5G，手機(jī)行業(yè)一個(gè)不可忽視的趨勢(shì)還有AI人工智能。特別是在近年來手機(jī)銷售增長(zhǎng)放緩、競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈、手機(jī)功能同質(zhì)化的背景下，手機(jī)廠商們紛紛在游戲、屏幕、攝像頭等功能和配置上尋找市場(chǎng)突破口，甚至不惜開啟中高端產(chǎn)品的價(jià)格戰(zhàn)。

那么，在4G下半場(chǎng)，5G到來的黎明前，AI會(huì)給手機(jī)市場(chǎng)帶來什么機(jī)會(huì)？AI會(huì)給消費(fèi)者帶來什么體驗(yàn)？

AI相機(jī)是最受關(guān)注的手機(jī)AI功能

根據(jù)今日頭條發(fā)布的2018年手機(jī)行業(yè)營(yíng)銷白皮書，2018年手機(jī)功能營(yíng)銷的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)趨于集中，AI類特性有8個(gè)、屏幕類5個(gè)、解鎖方式和配色各4個(gè)。關(guān)注度最高的AI功能集中在拍照、芯片、語音助手三個(gè)方面，其中又以攝影類AI功能最多。

來源：今日頭條2018上半年手機(jī)行業(yè)內(nèi)容營(yíng)銷白皮書

AI拍照之所以最受關(guān)注，雷鋒網(wǎng)認(rèn)為，一方面拍照是用戶使用頻率較高的功能，另一方面，以往專業(yè)的攝影器材復(fù)雜的參數(shù)和使用難度也讓攝影門檻始終顯得很高。因此，拍照與AI的結(jié)合不僅能降低攝影的門檻，也是吸引消費(fèi)者的一大賣點(diǎn)。

從各手機(jī)廠商的宣傳語也能看出這一點(diǎn)，比如華為的4000萬徠卡三攝，AI攝影大師；OPPO的AI智能拍照，讓美更自然；VIVO的AI智慧拍照，照亮你的美；小米的AI雙攝拍照，拍人更美。

當(dāng)然，拍照一直是消費(fèi)者關(guān)注手機(jī)廠商持續(xù)提升的功能，手機(jī)廠商也各出奇招。MWC2019上OPPO發(fā)布了10倍混合光學(xué)變焦技術(shù)，諾基亞發(fā)布了5攝像頭手機(jī)。不過可以明確的是，手機(jī)拍照的比拼也從像素的比拼轉(zhuǎn)向攝像頭數(shù)量的較量，AI拍照的比拼也已經(jīng)開始。但市場(chǎng)上的AI拍照手機(jī)，無論是從硬件還是軟件看都各有特色，那真AI相機(jī)在硬件上是否也可以確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)？

真AI相機(jī)的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

圖：相機(jī)的常見標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程（來自網(wǎng)絡(luò)）

想找到AI相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，不妨從相機(jī)的常見標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程入手。如圖所示，光線通過鏡頭進(jìn)入到傳感器，再經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸給ISP（圖像信號(hào)處理器），后續(xù)再通過比較、存儲(chǔ)、分析等一系列軟硬件的處理得到照片。

傳感器像素尺寸大于等于1.55微米

大部分人或許對(duì)于相機(jī)的作業(yè)流程并不感興趣，但提到拍照，不少人首先想到的是像素?cái)?shù)量，不過可以明確的是現(xiàn)在手機(jī)拍照性能的比拼已不再局限于像素?cái)?shù)量，而是比拼大尺寸傳感器和單像素尺寸。攝影界有一句流傳很廣的話叫“底大一級(jí)壓死人”，這里的底就是傳感器。

對(duì)手機(jī)而言，大尺寸的傳感器和更大單像素尺寸都非常關(guān)鍵，因?yàn)楦蟪叽绲膱D像傳感器和更大的單像素尺寸能夠獲得更多的光線，提升進(jìn)光量，最終實(shí)現(xiàn)更高的畫質(zhì)。

前幾年，手機(jī)使用的傳感器相差不大，那時(shí)有不少?gòu)S商通過多重拍攝、場(chǎng)景自動(dòng)識(shí)別等方式，以算法和軟件的思路來加強(qiáng)成像質(zhì)量。隨著索尼傳感器的更新，硬件的提升帶來成像素質(zhì)的明顯提升，也給了手機(jī)廠商更多的選擇。

一款大像素傳感器對(duì)手機(jī)成像至關(guān)重要，為獨(dú)立相機(jī)、鏡頭和搭載相機(jī)配件的移動(dòng)設(shè)備提供圖像質(zhì)量評(píng)估的網(wǎng)站DxOMark的數(shù)據(jù)就是一個(gè)很好的說明。根據(jù)DxOMark的最新數(shù)據(jù)，手機(jī)相機(jī)評(píng)分排名前三的是華為Mate 20 Pro、華為P20 Pro、三星Galaxy S10+，其中華為的兩款新旗艦都使用華為和索尼等聯(lián)合連發(fā)的IMX 600傳感器，傳感器尺寸達(dá)到了1/1.7英寸，是松下CM1之后最大的手機(jī)CMOS，單個(gè)像素尺寸在1000萬模式達(dá)到2μm（微米）。

蘋果一直以軟硬一體見長(zhǎng)，并且曾一度是手機(jī)拍照的標(biāo)桿，據(jù)悉，iPhone XS Max的主攝像頭傳感器尺寸為1/2.55英寸，單像素尺寸為1.4微米，2月中旬iPhoneXS Max在DxOMark的評(píng)分中排名第三，但三星Galaxy S10+以及小米9的發(fā)布后，iPhoneXS Max排名下滑至第五。

其中，Galaxy S10+的主攝像頭傳感器單像素尺寸也是1.4微米的傳感器，相比三星前代旗艦手機(jī)取得更好成績(jī)的可能與其更好的調(diào)教密切相關(guān)，不過也位居華為Mate 20 Pro、華為P20 Pro之后，這從一定程度上證明了傳感器大尺寸和大單像素尺寸在提升拍照性能中發(fā)揮的作用。

更值得注意的是，目前DxOMark評(píng)分排名第四的小米9，4800萬像素的主攝像頭是索尼IMX586傳感器，單像素尺寸為1.6微米。另外，排名第九的華為P20采用的IMX380單個(gè)像素尺寸達(dá)到1.55微米。除此之外，向魅族15 周年致敬的作品魅族15也使用了IMX380，使用眾多新技術(shù)的榮耀V20選擇了IMX586。

來源：DxOMark，3月數(shù)據(jù)

因此， 1.4微米已經(jīng)成為主流，而AI相機(jī)還在飛速發(fā)展，基本可以明確真AI相機(jī)傳感器的尺寸至少要1/2.3以上，單個(gè)像素尺寸超過1.55微米，才能與AI打配合，完美呈現(xiàn)出真AI相機(jī)的畫質(zhì)和功效。

多核ISP

回到相機(jī)常見標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，傳感器采集了信號(hào)和轉(zhuǎn)換之后會(huì)傳輸給ISP處理。ISP(Image Signal Processor)可以對(duì)圖像進(jìn)行降噪、色彩補(bǔ)償、效果優(yōu)化等。也就是說，ISP就是把前端圖像傳感器輸出的信號(hào)做后期處理，將電流信號(hào)重新排列組合，輸出一張更為優(yōu)質(zhì)的照片。

ISP一般會(huì)集成在手機(jī)SoC中，芯片級(jí)ISP具備性能穩(wěn)定、功耗可以得到良好的控制的優(yōu)點(diǎn)。前面已經(jīng)明確，更大尺寸和更大單像素尺寸傳感器已經(jīng)成為趨勢(shì)，這就需要ISP具備更強(qiáng)的處理能力。與此同時(shí)，手機(jī)的抓拍、夜拍、高清甚至4K攝像成為主流功能，同樣對(duì)ISP體術(shù)了更要要求。

AI技術(shù)的加入，可以讓ISP性能提升更加明顯，不僅可以大幅度提升手機(jī)相機(jī)的響應(yīng)速度，還能夠?qū)崿F(xiàn)人臉識(shí)別與自動(dòng)場(chǎng)景的識(shí)別等復(fù)雜功能。除了加入AI技術(shù)，雙核甚至三核ISP也是真AI相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)之一。

以聯(lián)發(fā)科Helio P90為代表，Helio P90具備三核ISP，并首創(chuàng)支持3個(gè)ISP同時(shí)開啟，實(shí)現(xiàn)最高4800萬像素廣角+1600萬像素超廣角+800萬像素變焦三顆攝像頭的搭配配置，并進(jìn)行三焦段光學(xué)變焦的無縫切換。

據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，Helio P90搭載的Imagiq圖像信號(hào)處理器是聯(lián)發(fā)科技自研的ISP技術(shù)，2018年2月發(fā)布的Helio P60就已經(jīng)采用了三核ISP，通過硬件偵測(cè)人臉、進(jìn)行更復(fù)雜的降噪處理、全像素多核對(duì)焦、實(shí)時(shí)提供景深信息等。

聯(lián)發(fā)科技Imagiq技術(shù)

Helio P90的ISP性能更強(qiáng)，處理圖像的能力也就更強(qiáng)，意味著Helio P90能夠還原更真實(shí)的色彩、更豐富的細(xì)節(jié)、更出色的亮度，帶來更快的自動(dòng)對(duì)焦以及更清晰的圖像。據(jù)悉，借助多項(xiàng)技術(shù)的堆疊，Helio P90大幅提升了夜間降噪的技術(shù)，可以使信噪比提升 25%，大大增強(qiáng)了出片質(zhì)量。

AI性能跑分≥21000分

更好的圖像傳感器和更強(qiáng)的ISP可以提供質(zhì)量更高的圖像，這是AI相機(jī)不可或缺的部分，既然是AI相機(jī)，強(qiáng)大的AI性能才是體現(xiàn)相機(jī)AI特性更關(guān)鍵的部分。要理解AI與相機(jī)的結(jié)合，可借用夜拍的例子。比如用搭載Helio P90的手機(jī)在夜間進(jìn)行拍照時(shí)，AI會(huì)預(yù)先分析背景的物體和光線，顯示鎖定拍照主體來保證整體效果，緊接著開啟AI對(duì)畫面噪點(diǎn)和明暗度的調(diào)整，按下快門時(shí)，系統(tǒng)實(shí)際上已經(jīng)預(yù)先完成了大量的畫面計(jì)算和噪點(diǎn)分析，并進(jìn)行智能化像素補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)了AI降噪。

與此類似，手機(jī)的AI美顏、AI雙攝、AI人像模式等都需要借助AI來實(shí)現(xiàn)。那么，多強(qiáng)的性能的SoC才能達(dá)到真AI相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)？參考目前手機(jī)行業(yè)內(nèi)比較認(rèn)同的是來自于有著“歐陸第一名?！敝Q的蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETHZ）的AI-Benchmark榜單，該榜通過核心的8項(xiàng)測(cè)試來評(píng)估眾多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及AI運(yùn)算能力的表現(xiàn)。

數(shù)據(jù)來源：AI-Benchmark

AI-Benchmark的最新數(shù)據(jù)顯示，排名前三的平臺(tái)分別是驍龍855、Helio P90、麒麟980，跑分分別為27356、25654、21526，這三款處理器也是高通、聯(lián)發(fā)科、華為最新且強(qiáng)調(diào)AI性能的手機(jī)SoC。

根據(jù)官方的說法，麒麟980的NPU比上代麒麟970 NPU快2.2倍，驍龍855的AI性能是前代驍龍854的3倍。更值得注意的是，Helio P90搭載的是經(jīng)過升級(jí)的APU 2.0，相比搭載APU1.0的Helio P70和Helio P60 AI性能提升達(dá)4倍，AI算力最高可達(dá)到1127 GMACs（2.25 TOPs）。

每一款手機(jī)AI處理器都在提升，由此帶來的是競(jìng)爭(zhēng)更加激烈的手機(jī)AI性能競(jìng)爭(zhēng)。因此，AI性能跑分大于等于21000分可以視為AI相機(jī)的第三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

還需指出的是，除了硬件的標(biāo)準(zhǔn)，軟件和算法也是真AI相機(jī)的重要組成部分。

真AI相機(jī)到底帶來了什么不同？

那真AI如何轉(zhuǎn)換為可感知的體驗(yàn)，讓AI相機(jī)帶來不一樣的拍照體驗(yàn)？聯(lián)發(fā)科Helio P90 AI跑分大于等于21000分，集成三核自研ISP，且支持單像素尺寸大于等于1.5微米的傳感器，無疑是真AI相機(jī)，因此我們通過Helio P90已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的多種AI拍照功能來感受真AI相機(jī)帶來的更好體驗(yàn)。

首先是AI抓拍，通過AI噪點(diǎn)訓(xùn)練、14-bit高動(dòng)態(tài)范圍ISP和AI多幀降噪處理，Helio P90的真AI相機(jī)抓拍時(shí)能優(yōu)化去噪算法和參數(shù)，在縮短曝光時(shí)間達(dá)到3毫秒水準(zhǔn)的同時(shí)，最大限度保留了畫質(zhì)的純凈，不會(huì)出現(xiàn)相片殘影、噪點(diǎn)密布的情況。

接下來是AI夜拍，針對(duì)不同的攝像頭傳感器在低光下的成像特征和噪聲分布進(jìn)行優(yōu)化，并結(jié)合ISP特性優(yōu)化去噪算法和參數(shù)，再進(jìn)行多幀對(duì)齊的智能合成算法，生成高亮度、低噪點(diǎn)、真色彩、保留最佳細(xì)節(jié)的結(jié)果圖，最終畫質(zhì)上達(dá)到類似傳統(tǒng)相機(jī)ISO降2-3檔的效果。

還有AI視頻景深，依托強(qiáng)大的AI算力，結(jié)合AI算法，真AI相機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)1080P分辨率下30FPS的AI視頻實(shí)時(shí)景深功能。

AI焦點(diǎn)直播則可以在直播過程中憑借AI邊緣計(jì)算，調(diào)動(dòng)底層硬件并結(jié)合算法，從而達(dá)到在網(wǎng)絡(luò)帶寬有限的條件下，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域編碼，優(yōu)化直播主體特征，呈現(xiàn)更清晰的細(xì)節(jié)，雷鋒網(wǎng)了解到聯(lián)發(fā)科正與一些視頻平臺(tái)協(xié)商合作。

AI人像留色通過AI加速、浮點(diǎn)定點(diǎn)運(yùn)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)人像留色。

AI美體通過硬件與AI算法深度的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)減肥、長(zhǎng)腿、提臀、收腰等多種功能實(shí)時(shí)美體。

AI人臉偵測(cè)通過快速偵測(cè)反應(yīng)，準(zhǔn)確判斷位置、角度、性別等信息。根據(jù)Helio P90發(fā)布會(huì)上演示的視頻，在對(duì)一位戴圣誕帽的男性進(jìn)行識(shí)別時(shí)，A12 Bionic用了198ns、麒麟980用了924ns、Helio P90只用了132ns，并且Helio P90還實(shí)現(xiàn)了性別的檢測(cè)。

AI人體姿態(tài)識(shí)別追蹤是強(qiáng)勁的AI算力結(jié)合算法，精準(zhǔn)識(shí)別多人快速移動(dòng)姿態(tài)，可結(jié)合AR場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的人機(jī)互動(dòng)應(yīng)用，我們知道VR/AR也是未來的技術(shù)發(fā)展方向。

還有AI識(shí)物，真AI相機(jī)可以對(duì)多件物體同時(shí)進(jìn)行快速、精準(zhǔn)的識(shí)別與追蹤。

雷鋒網(wǎng)小結(jié)

手機(jī)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈的背景下，手機(jī)廠商期待5G、折疊屏、AI成為吸引消費(fèi)者新的功能點(diǎn)，對(duì)于普通消費(fèi)者而言，MWC上在玻璃盒子里展示的折疊屏手機(jī)顯然離成熟還有很長(zhǎng)的路要走，而5G的商用也要等到明年。因此，在4G下半場(chǎng)，AI可以被視為手機(jī)市場(chǎng)的“救命稻草”。隨著AI手機(jī)逐步推向市場(chǎng)，AI攝影成為了最受關(guān)注的手機(jī)AI功能也是剛需，AI相機(jī)行業(yè)門檻也急需確立。

圖像傳感器像素≥1.5μm，AI性能跑分≥21000分，多核ISP是聯(lián)發(fā)科給出的真AI相機(jī)的三大技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?？梢钥吹剑仙鲜鋈齻€(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Helio P90帶來的AI拍照應(yīng)用不僅能提升用戶體驗(yàn)，解決目前手機(jī)拍照的用戶痛點(diǎn)，更能為用戶帶來更多的拍照樂趣。

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