全球智能手机的增速在放缓，但用户的影像需求却在持续晋级。

艾瑞UserTracker数据显示，从2020上半年短视频类应用就已攀升至大众用户的“第一刚需”，使用单日时长占比接近32%。同时手机拍摄在用户换机的功能点关注度再次提升，艾瑞市场调研数据显示高达29.2%，排名第二的关注度（处理器）仅为17.3%。

今年秋季密集的手机发布会告一段落，恐怕局外人也看出了手机的影像实力已成为手机行业“内卷”的焦点。如今的手机厂商新品发布会，会将越来越多的时间占比用于讲解手机影像的创新。不过从整体行业趋势来看，手机影像在硬件层面的革新正在明显放缓，同时“押注”AI算法成为共同选择。

比如苹果iPhone 13 Pro/ProMax虽然搭载了1200万像素级别的多摄方案，但却搭载了更加出色的摄影算法，特别是新增加的“电影效果模式”。华为新发布的P50 Pro采用了5000万像素为主摄的新四摄方案，业界最大的关注点则是其采用了“计算光学”与“原色引擎”，AI算法成为最显著的突破点。小米11 Ultra采用了5000万像素的四摄组合，支持暗光场景下的“夜枭算法”与“AI魔法分身”等算法应用。vivo和一加则分别与蔡司、哈苏达成战略合作，在光学与多摄优化之外，AI算法同样是最明显的进阶方向。

由此来看，在多摄成为确定性的演进趋势下，以深度学习算法为代表的AI能力，正成为提升手机影像的新核心赛道。

不管是外部环境的变化还是手机内部硬件的要求，都驱使着手机厂商们钟情于升级手机的影像实力。

在外部需求端上，据统计，手机拍摄功能已成为中国消费者最关注的手机要素，而以Instagram、小红书为首的线上图片社交平台的火爆，则带动了更多人加入随时随地拍照的行列，这都对手机的影像功能提出了更高的要求。

在手机的内部硬件端上，手机的处理器和屏幕几乎都被高通和三星包揽，唯一能动刀的手机的镜头模组也因物理尺寸的限制，难以在有限的手机可利用空间内展开身手。

当手机硬件堆料受上述各原因限制，给手机影像能力带来的提升越来越小时，各厂商要突破硬件限制，做出成像的差异化，计算摄影 (computational photography) 成为其竞争的焦点：通过AI优化影像算法，让用户轻松获得一张质量不错的照片。

AI计算摄影成为创新“主赛道”

从2000年世界上第一款配备摄像头的手机诞生至今，手机拍摄能力跨越从功能机到智能机的持续迭代演进。

但近年来伴随手机影像硬件与参数的快速飙升，正向边际效应开始明显减弱。比如“超大底”竞争上升到1英寸，已经超过了很多微单相机的图像传感器尺寸；手机主摄在进入1亿像素之后，并没有在各家手机品牌的顶级旗舰上进行普及应用；而多主摄也主要集中在三摄和四摄配置方案。

硬件参数快速跃进，同时带来了手机厚度、重量的明显增长，并进一步加剧了能耗需求，显然“硬件大战”在现阶段的手机影像领域已经到达了创新天花板。这也是如今手机企业在旗舰新品打造上普遍选择大幅加强“AI计算摄影”的重要原因。

从现阶段来看，手机企业在AI技术领域的创新方式大体可分为三种途径：

一是手机企业自研投入。华为创始人任正非在2016年就提出了“未来90%以上流量来自图像和视频”，华为“必须抢占图像时代高地”。如今全球主要TOP企业都拥有独立的影像算法团队，小米也在2019年宣布建立千人规模的算法团队。

二是与主要光学与硬件企业的合作。其中既包括与索尼、舜宇等影像核心元器件企业的合作，与高通、联发科等企业在影像支撑优化方向上的合作，也包括类似华为+徕卡、vivo+蔡司、一加+哈苏这种顶级光学品牌的合作。

三是与主要AI计算摄影方案供应企业的合作， 这也是如今主要手机企业普遍选择的创新模式。艾瑞公布的数据显示，截止2019年AI算法在手机新品机型的普及度已超过90%，占比55%的算法向第三方AI影像方案企业采购或者联合创新模式。「AI + 光感知」手机算法市场高度集中，以旷视为代表的头部企业份额占比接近 80%。旷视已经成为中国手机行业AI光感知算法最重要的技术创新方案提供商之一。

与AI影像方案提供商的合作，既是手机企业影像创新的重要技术支撑，也可以获得更加高效的影像创新方案，满足企业在激烈市场竞争环境下的快节奏产品迭代需求，同时合理地降低企业投入成本。智能手机行业本身就是一个高度分工协作的市场，无论是在屏幕、处理器、核心影像元器件方面，还是在AI影像算法层面都是如此。“让专业的企业做更专业的事”，有利于手机企业最大限度地聚合行业最优秀的资源，为用户打造更具引领性与差异化的手机影像体验。

用计算摄影解决“疑难杂症”

如今，强大的手机拍照技术既离不开性能优异的硬件，也离不开迅猛发展的图像处理算法，在硬件短时间难以打出差异化的现实条件下，从谷歌Pixel开始，押注AI算法助力手机影像能力的提升基本上已经成为了手机行业的常态。因此，在计算摄影市场规模不断扩大的同时，计算摄影的算法水平也越来越重要，竞争越来越激烈。

计算摄影，简而言之就是使得手机生成的照片不再仅仅依赖图像传感器和拍照者的专业摄影知识，而是将手机硬件与软件相结合，让AI算法以及处理器算力加入到手机摄影中来。基于这样的理念，人工智能企业旷视提出了“AI重新定义光感知系统”。

以往的“光+感+知”系统独立优化，先聚焦在硬件升级，然后再以算法辅助、优化后期处理等运作方式相对流程化，如今，“光 x 感 x 知”光感知系统协同配合，软硬协同升级，实现光感知系统全流程的能力提升。这意味着整个手机影像系统数据处理规模以及资源调度能力增强，能支持更广泛的应用场景。

目前，旷视已为多款主流安卓智能手机提供一系列计算摄影解决方案，其中，包括超画质、降噪和图像增强等在内的技术，已在当今的智能手机中广泛应用。

超画质是一个很大的概念，不仅包括景物原有的细节纹理还原，还有着提高画面亮度、对比度以及色彩、层次感等功能，简单来说，就是让手机最后生成出来的图片更“完美”。如果要从硬件上达到这一标准，镜头和感光元器件都需要足够的尺寸，这对不少专业单反相机来说都是难以完成的目标。

旷视则通过AI来对高画质数码相机的成像特性进行学习，还原拍摄场景原有的细节纹理，使画面品质得到整体提升。

降噪一直是摄影圈的一个难点，对单反摄影爱好者来说，想要拍摄一张噪点少、成像好的照片需要在单反感光度、曝光时间上寻找一个平衡，这也通常会导致在光线条件不足的情况下一些转瞬即逝的瞬间难以被抓住。

为解决噪点的问题，传统的解决方案是，分别拍一张长曝光图片和短曝光图片，然后在后期软件上进行合成。如今的AI降噪，会在算法降噪的基础上，再自动拍摄数张长短曝光的照片进行合成，快速生成图片，免去了人工在后期软件上合成的步骤。

AI算法降噪的原理是对自然光谱进行学习并总结特性，对相机传感器所捕捉的信号进行分辨，哪些是噪声，哪些是成像需要的信号，最后把需要的部分还原，把噪声的部分去掉，最大程度地保留细节同时提升信噪比，这样能让画质提升的同时，细节也能够清晰的表现出来。

摄影师通常喜欢用大光圈拍人像，这样可以虚化背景中杂乱的场景，让拍摄的主体更加突出。过去，手机受限于单个镜头中的光圈大小难以拍出自然的虚化效果，即便有算法的帮忙也经常被用户吐槽为“抠图+粘贴”。

图像增强技术不像专业相机的光学景深效果，而是利用手机双摄和AI算法来进行虚化。随着手机多个摄像头的出现以及AI算法的进步，旷视通过不同摄像头之间的间距，利用算法计算出深度图像，进而形成可以媲美专业相机大光圈效果的图像。

AI多摄打破手机影像“天花板”

Omdia报告显示，2021年后置三摄手机市场占比将超过35%，到2025年将超过60%。同时由于摄像头数量增加对拍照效果提升的边际效应递减，加之5G带来的手机成本上升，手机厂商更倾向通过AI影像算法创新来代替摄像头的数量堆叠。

手机影像从技术原理上来讲，是光信号-电信号-图形成像的完整的系统工程，核心在于系统间要素的精准匹配。旷视率先提出的“AI重新定义光感知系统”理念，可以将过去手机光感知系统“硬件升级-算法辅助-优化后期处理”的单向流程与各自独立的传统运作方式，升级为整个系统软硬件一体化协同与多线条运行机制，带来在图像识别、分割、融合能AI识别效率与精度的大幅提升，进一步提升成片质量与拍摄功能的丰富性，进而带来手机影像指数级的效果突破。

手机影像的多摄趋势，进一步强化了AI算法的重要性。简单来说就是AI算法驱动多个摄像头共同参与手机拍摄，比如在长焦段采用主摄与长焦融合，摆脱了传统手机影像多个摄像头在不同场景下经常出现的“单打独斗”现象。而旷视自2016年起开始研发多摄技术，经过5年多的技术迭代和优化，如今已研发出业界领先的AI多摄算法，并在多款畅销手机机型中实现技术落地。

近期举行的旷视MegTech Lite漫谈AI技术分享会上，旷视研究院研究员范浩强对《壹观察》表示：手机多摄的出现与普及，解决了手机用户不断进阶的影像需求与手机内部空间无法容纳传统光学镜头结构之间的矛盾。多摄方案可以更好地满足用户在变焦、虚化、融合三大场景下的影像进阶需求。

从变焦来看，手机多摄最大的作用就是可以切换不同的焦段或者视野。但手机上的摄像头大部分都是定焦，要实现变焦功能就需要多个摄像头去模拟变焦过程。这同时带来了两大难题：手机多摄方案如何选择？以及多个摄像头在切换中如何实现“平滑变焦”？旷视研究与现场实际展示的拍摄结果表明：手机影像的画质提升，并不一定与手机摄像头数量、光学镜头大小与像素参数高低成正比。比如1亿像素的主摄在拍局部画面场景下，反而不如1200万像素的副摄更清晰。而相比1亿像素带来“足够大”照片对手机内存的消耗，用户更需要随手拍出“足够好”画质的照片与视频。

旷视的作用，就是通过AI算法深度参与到整个多摄影像方案的全过程，比如通过多摄模组中的双摄像头协同实现所在场景的最优图像，以及用户使用多摄像头在0.5倍-120倍超长变焦场景下的“无感切换”等体验，最终实现双摄融合“1+1＞2”的效果。

“虚化”是手机多摄方案的另外一个重要应用场景，也就是专业摄影师所强调的“景深”。从物理学和光学角度来说，多摄一定会产生“视差”，视差越大距离测量就会越精确，但同时会让手机多摄融合更困难。与传统算法相比，旷视AI双摄虚化算法可以保证多摄像头组合更加精准的捕捉三维世界，重构立体视觉，比如背景更加自然虚化的人像模式、对大光圈拍摄场景的模拟，以及对AI深度（包括对图像孔洞与背后复杂背景这一巨大挑战）的细节显示等。

智能手机如今已成为一个“行走的摄像头矩阵”，多摄进一步提升了算法与算力对成像画质的变量影响，AI算法已成为多摄方案联动的最大纽带。而旷视的目标，则是通过自身擅长的AI算法为行业持续打造创新的新标杆。

AI公司“分食”，手机厂商仍占主导

根据旷视科技9月30日更新的招股说明书中显示，该公司在2018年、2019年、2020年来自移动终端类消费互联网解决方案的营收分别为9184万元、1.16亿元、8709万元。今年上半年，这一数字为5198万元，在总营收中的贡献占比为7.76%。而据虹软科技10月29日公布的三季报显示，今年第三季度，智能手机视觉解决方案业务营收为1.37亿元，同比下降19.80%，今年前三季度，该业务营收为4.17亿元，同比下降5.59%。国金证券在研报中指出，因华为中高端手机业务几近清零，增速放缓，目前虹软科技在向车载业务战略转型，以提升营收。

计算影像是手机摄影的重要助力和有效补充。目前各家手机厂商在AI拍摄方面的投入有所区别，从投入力度来看从下到上明显划分为三个梯次。最简单的一种类型是“拿来主义”，直接向AI厂商或设备集成商买来算法软件、镜头稍做优化直接使用。往上一层，部分厂商不满足于全靠“拿来主义”，为塑造自己的特色和风格，开始自研算法。再往上一层则是不仅满足于自研算法，还投入资源做图像信号处理器，即ISP芯片。目前这一领域里，已有小米、vivo、OPPO等众多国产手机厂商入局。就在10月16日，小米牵头产学研力量成立了智能图像处理北京市工程研究中心，将AI-ISP芯片、机器视觉、新型影像作为三大攻关方向。

旭日数据董事长、深圳市摄像头协会秘书长孙燕飚指出，手机厂商将AI算法“变”成ISP芯片，实际就是将AI拍照“变”成标准品，这样做的好处是，能够提升拍摄智能化、专业化程度的同时，降低手机的功耗。在计算影像领域，ISP芯片可以视为标准品，AI算法软件是迭代型的，从商业模式来看，ISP芯片明显比纯售卖AI算法要更为稳定，因为对于需求方来说，采购多少芯片是比较清晰的，可以按数量计算成本和结算。

不难看出，从手机拍摄功能吸纳AI技术参与的大趋势来看，AI技术公司在其中扮演的是手机厂商集成软件、或者专用芯片的前置算法供应商，充当产业链上的“分食者”，主导者仍然是手机厂商。对于AI算法厂商来说，智能手机摄像头的AI解决方案在整体营收中的贡献占比仍比较有限，因此我们可以看到，AI算法厂商向智能安防、智慧城市、供应链物联网、智能驾驶等其他更多的场景探索商业化，以拓展营收来源。

未来十年，在5G技术持续驱动下，移动影像依旧是智能手机创新的重点演进方向。Suite 48 Analytic公布的调查数据显示，占比13%的专业摄影师用智能手机拍摄了一半或更多的专业照片，而64%的专业摄影师用智能手机拍摄非专业照片。

同时，AI计算摄影的显著进阶，让大众用户与专业影像的“创造力鸿沟”正在大幅缩短。AI计算摄影可以有效弥补智能手机光学与传感器物理空间的限制，让智能手机的专业影像能力持续突破，并有效弥补与专业摄影师的技术和经验之间的差距，从而极大提升大众用户“随手拍大片”和移动影像“创作自由”，这才是手机影像技术革新的最大意义。

两个数据可以清晰地看到这一趋势：CIPA数据显示，全球数码相机销量从2010年达到顶峰，从此掉头大幅下滑。2020年全球数码相机产量仅为873.7万台，下滑幅度更是高达41.2%。同期全球智能手机市场启动爆发，手机摄影创新几乎以每年一个重要迭代的速度向前演进。2019年全球智能手机销量接近14亿台，存量用户更是接近40亿（Newzoo数据），移动影像已经成为用户对智能手机日常使用的最强刚需，进而加速了图像与视频为代表的应用APP全面爆发，以及短视频、Vlog博主等新的创意人群诞生。

如今中国手机品牌正在集体向高端市场进军的关键周期，多摄影像能力创新更是成为最核心的竞争力。而旷视凭借自身“AI重新定义光感知系统”的深入积累，以及在AI多摄算法的创新理解，多次助力中国手机合作企业刷新全球知名评测网站DxoMark 摄像头画质评测第一名记录。

由此来看，中国手机企业近年来在手机影像、尤其是多摄影像能力的持续创新进阶背后，旷视已成为其中重要的赋能加速者。尤其是在万物互联、智能终端与屏幕无处不在、AI影像加速人机交互的大变革趋势之下，旷视与我们影像生活方式与产业变革的深度连接，才刚刚开始。

未来的手机拍摄，将会向着利用AI技术，理解用户意图，利用算法自动调配摄像头，完美捕捉到用户想要拍摄的画面，从“所见即所得”到“所想即所得”，生成出传统专业相机无法拍摄出来的图片效果。

当然，除了AI算法之外，更美好的影像世界的实现也依赖于未来更多新形态传感器的发明。如今，AI计算摄影不仅在推动更多传感器解决方案的出现，也在硬件之外开启了手机影像的“下半场”

文章来源： 宿艺，品玩