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  • 1 # 開悟科技

    什麼是AI攝影?

    AI攝影,即透過AI人工智慧的深度學習功能,對手機相片進行更加智慧具有針對性的最佳化,觀感更佳。在這之前,AI演算法需要透過海量的資料進行深度學習和訓練,瞭解人們偏好的畫面構成、色彩分佈以及成像風格,從而運用在使用者拍出的照片,使其呈現出“養眼”的效果。

    在AI的幫助下,手機攝影可以實現以下功能:

    1. 場景識別:透過AI識別當前畫面場景,並根據場景內容,對照片內物體的色彩、細節進行最佳化。

    2. 手持防抖:AI防抖功能可以看做電子防抖的升級版,透過深度學習和動作檢測,穩定畫面,實現手持影片防抖和手持夜間長曝光防抖效果。

    3. 人像識別:透過AI人像識別,可以實現人像與背景分離,面部追蹤等功能,或者是在單攝手機上實現景深拍照效果。

    總而言之,透過AI攝影,手機拍照會變得更加好看,並且對相機硬體沒有限制,無論是否雙攝、雙攝方案如何,都能透過AI對相片進行美化。

    實拍對比1:場景識別

    目前主流AI相機主打場景識別的功能,但很多使用者認為,場景識別就是為相片直接套用一個濾鏡,藍的更藍,綠的更綠——更重口味的顏色。事實真是如此嗎?

    我們準備了一臺搭載AI拍照功能的手機,其AI攝影支援後期開啟和關閉,因此在對比AI作用於拍照的提升有一定參考價值。

    首先看到日光充足的風景照,在AI場景識別下,相機成功識別成綠植並進行最佳化,可以看到AI開啟和關閉後,綠葉部分更加鮮明細緻,陰影細節有所提升。

    原圖PS後,模擬色彩濾鏡效果

    為了解AI是不是隻做了濾鏡工作,我們用PS將未開啟AI的照片自然飽和度拉高,曝光度提高,呈現飽和度很高,暗處細節也比較明顯的模擬濾鏡效果,作為與AI拍照的對比。

    利用PS的劃分模式,可以明顯對比 AI前後、以及純濾鏡效果的區別。透過下圖層(未開啟AI)減去上圖層(開啟AI)顏色、明度。兩圖一致的部分顯示為白色,顏色部分為上層純度減去下層純度。明度方面,上層越亮,被減區域顯示越暗。

    除白色部分,其餘為AI最佳化過的細節

    在劃分模式下,可以看到AI相機的“聰明”之處。天空部分雖然白色區域較多,但略微可以看到有黃色的印記,顯示加深了藍天的藍色飽和。最佳化最明顯是樓宇和綠植部分,其中樓宇增加了亮度,提升了暗處細節,樹葉部分則調整了色調,向“翠綠”的方向發展。

    模擬濾鏡作用於整幅畫面

    與之相對的是,人工PS的相片顯示出全螢幕的偏暗,對應調高曝光度的操作,提高自然飽和度也使得畫面整體顯示出色彩,說明濾鏡式做法對相片物體沒有針對性。

    從對比得知,AI相機的場景識別功能並不是套用顏色濾鏡,而是自動識別需要最佳化的區域,並針對最佳化區域的顏色、亮度進行針對性的最佳化。

    實拍對比2:低光環境

    主流帶有AI功能的手機,多數配備AI夜拍功能。相比前面對色彩的最佳化,AI夜拍的工作就不只是調高亮度對比度那麼簡單,透過AI識別在原有硬體基礎上實現夜拍升級,看看是怎麼做到的。

    為更加直觀,區域性放大圖亮度有調整

    在極低光的室內環境,可以看到開啟AI後畫面亮度略有提高,同時暗處細節更加明顯。為了對比更加直觀,我們將區域性放大的圖片亮度均增加至3倍,右邊AI最佳化後的細節和亮度完勝。

    極暗區域得到提亮,同時也帶來了噪點

    使用劃分對比,可以看到AI最佳化的暗處部分得到了明顯的提亮,還原出本來藏在陰影當中的桌椅細節(圖中深色部分)。同時對低光丟失的色彩有一定的補正(參考圓桌上的色卡),高光處基本沒有變化。但由於拉高了畫面的亮度,因此也帶來了一定的雜色和噪點,實際觀看由於是陰影部分,並不明顯。

    如今AI防抖效果已經可以輕鬆超越光學防抖

    因此在夜間或低光拍照的環境下,AI對畫面提升確實是有效且明顯的。類似還有AI手持長曝光夜拍功能,夜拍表現可以勝過傳統的光學防抖。

    實拍對比3:標準圖卡

    從前面的對比來看,AI確實能讓畫面更加鮮豔、明亮,符合觀者的口味。也就是說,AI是可以提高人眼中“主觀畫質”的,那麼在標準圖卡和軟體的測試中,AI是否能讓電腦也覺得畫質不錯呢?

    我們採用D65標準光源,照射亮度約1500lux,透過ISO12233:2014測試圖卡和專業影象軟體進行畫質評估。測試開啟AI最佳化和無AI最佳化的同一張測試圖卡相片。

    MTF曲線對解析力有比較直觀的表現,假設圖一是直出畫面的曲線,那麼當畫面越多銳化處理,就會看出MTF曲線的“駝峰”越高,MTF50數值也會逐漸高於MTF50P。而畫面增加越多噪點,曲線也會變得越“崎嶇”。

    銳利度提高,解析度沒有實質變化

    從MTF曲線可以看到,AI開啟後,MTF50數值有明顯的提高,曲線駝峰部分增加,說明有一定的銳化現象。MTF50P數值由於對銳化並不敏感,因此提升不大,所以AI對實際成像解析度並不會帶來本質性的提升。

    AI開啟後,色域變廣

    色彩方面,AI開啟後色彩準度有所降低,符合前面AI會提高畫面飽和度的判斷。值得注意的是AI開啟的照片色域達到sRGB 120%,而未開啟狀態下為sRGB 109%,意味著前者有更廣闊的色彩空間。

    在圖卡測試中,AI沒有場景物體來進行對照參考和專門最佳化,加上硬體本身的侷限,因此其“客觀畫質”資料並不能帶來像“主觀畫質”那樣明顯的提升。

    結語

    AI相機對畫面的提升有目共睹,雖然它在某些情況下看上去有些“假”,但隨著學習樣本的增多和演算法的進步,AI最佳化後的圖片會越來看不出痕跡。

    從這次對比可以確定的是,AI對畫面的提升依舊是基於原圖的基礎,因此想要好的拍照,最後還是要硬體給力,AI的角色更像是錦上添花。在成本和設計有限的情況下,透過AI提升畫面的主觀體驗,不失為一個相當值得讚賞的做法。試想在千元機中實現媲美旗艦的拍照,在無相機突出的纖薄機身帶來媲美OIS光學防抖的效果...種種功能。

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