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传统影像的完全颠覆 XD Fusion,华为影像系统的支点

发布时间:2020-04-09 16:51:25 所属栏目:通讯 来源:网络整理
导读:传统影像的完全颠覆 XD Fusion,华为影像系统的支点

XD Fusion的第三个模块:神经网络处理。这个部分就非常有意思了,因为一切都在模仿人脑的思维方式对照片信息进行精加工,所以在这个模块里,有学习、有随机、有猜测……连华为影像团队自己都说这个过程是非常玄妙的,但它的最终目的就是为了能给消费者提供一张优秀的照片。换言之就是:画质清不清晰、噪点少不少、色彩准不准、虚化效果好不好、光影是不是自然等等。我们常看到“像素级处理”就是在这个阶段进行的,最终的成像也就是这个阶段之后产生。于是,一道色香味俱全的好菜就上桌了。

上述三个模块,它们之间协同工作的步骤与逻辑,就组成了我们看到的XD Fusion方案,也就是XD Fusion超清图像引擎。当然,这也只是一个大的划分,前边说到AI-RAW算法、8色彩通道色温传感器+AI AWB自动白平衡算法,这些全部都被包括在XD Fusion之中——可能将它称为是一个“技术池”更加形象,因为日后还会有更多的东西被装到里边去,也会让它变得更加的强大。

说到这里,我们也能看明白了,其实XD Fusion图像引擎一直都存在,而并不是今年才从天上掉下来的,也不是什么一块华为全新开发的芯片,它是华为这些年在手机影像上各种各样技术积累的一个集合体,是通过异构计算、多芯片协同与软件测运算共同达成。只是到了今年,计算摄影已经慢慢成为手机影像行业大家公认的潮流,所以才将它和盘托出放到了我们的面前。现在,XD Fusion在华为手机中已经是一个系统级的组件,它主要围绕主摄工作,但又不仅限于主摄(比如长焦),同时,几乎99%的手机成像工作它都要参与,凡是要用到后处理算法,多摄像头融合,以及机器视觉的识别能力或像素级优化图像品质的时候,就会进入到XD Fusion的概念里。从这个角度来说,XD Fusion的系统重要性已经高于苹果的Deep Fusion了,后者是有触发条件的。

那么,随着技术的演进,XD Fusion图像引擎能为消费者做么呢?它存在的目标就一个:“让普通的消费者能以最简单的方式获得一张好照片”——这个说法这些年我们真是看得多了,那么,华为又是如何来认知这个问题呢?

在华为影像团队看来,软件能力只是辅助,还原拍摄者的习惯和表现是首要的,但是通过软件测的能力,可以帮助消费者拍到更好的东西,得到更好的照片。就像最开始的AI场景识别就是出于这个目的,之后还有AI留色的功能,发展到今年,新增了这样几个重点的功能:AI精彩瞬间,去除误闯的路人,去除反光等,都是AI功能的进化。这一切都是围绕两点来展开的,这也是摄影的本质:第一,对光线的理解,改善画质;第二,摄影就是等待瞬间的艺术,而现在AI的能力就是在这两个维度做提升。

所以,“以最简单的方式获得一张好照片”这句看似轻描淡写的目标背后,却是大量运算的参与,越简单,背后要做的工作却是越多越复杂。也正是因为软硬件协同工作,在P40上,传统影像领域固定的焦段概念也在被“模糊”,即硬件本身的物理焦段与等效焦段放在XD Fusion体系中,都只是变焦成像的原始素材,整个变焦焦段无缝衔接,全部都可以提供出色且画质区别不大的照片,这才是XD Fusion整个影像体系意图达成和倡导的重要意义所在。

番外篇:P40 Pro+的10倍光学长焦模组

这次发布的P40系列,被网友们戏称为“中杯,大杯,超大杯”,而其中的“超大杯”P40 Pro+,更是因为全球首次搭载10倍光学长焦模组而备受关注,它到底是怎么达到的呢?为什么它的发售时间要晚一些呢?

传统影像的完全颠覆 XD Fusion,华为影像系统的支点

华为认为,高倍数光学长焦镜头是手机上实现变焦的最佳方法,但镜头模组的物理特性(焦段越长、模组越长)是跟手机的ID设计相悖的。所以,华为P40 Pro+的10倍光学长焦模组,在P30 Pro潜望式镜头横置长焦镜头模组和感光器件基础之上,进一步采用全新的多反射潜望式光路折叠技术,实现5次反射光路,光程比上一代潜望式长焦提升了178%。

这个镜头模组的核心,就是那个用来进行光路折叠的反射镜组。但是,在光线多达4次的反射过程中,如何避免光路畸变,保证反射质量,就成为达成这个结果的重中之重——在生活中很多镜面反射的场景下,我们都可以看到反射面上的影像变形,这就是光路畸变造成的。华为的相机团队首先想到的是借鉴芯片的组装工艺技术,但经过比较后发现,芯片组装工艺技术对芯片变形的控制是10μm级别,达不到这个模组的光学精度要求。后来根据光学设计仿真,解析出这个模组最基本的光学规格需要达到纳米级,即精度要求是头发丝的两千分之一(头发丝的直径一般不超过100μm)。同时,这样的精度要求还需要在大规模量产中实现,镜头模组团队通过多次努力和探索,最终实现了最高约30nm的组装精度,满足了10倍光学长焦模组的工艺标准。

可以高精度量产只是一方面,另一方面,P40 Pro+长焦模组的对焦马达需求特殊:其在带动具有多反射面的反射镜移动的同时,还不能干扰光路,马达只能“躲”在反射镜后面的有限空间中,且反射镜的大部分重量都是挂在马达的最前端。在这个状态下,马达不仅需要抵抗长力臂下L型反射镜产生的大力矩,还要保持在不同拍摄场景,都能高精度稳定移动反射镜,提供稳定光学表现。最后,镜头模组团队采用了滑槽式自动对焦马达,搭配极强的磁力与精密杠杆结构,精巧地平衡了前端的反射镜负载。同时还采用优异的润滑材料,使马达能够高稳定、高精度地移动反射镜,实现自动对焦功能——这个独特的对焦马达是该模组多个专利之一。除了独特的设计与功能,这颗马达还具备超长寿命的特点,即使经过数百万次的测试和极端环境的考验,依然硬朗运作。

(编辑:555手机网)

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