探訪中科創達「相機實驗室」:手機拍照體驗背後的「神秘力量」

2017.03.28 by
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探訪中科創達「相機實驗室」:手機拍照體驗背後的「神秘力量」
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想弄清硬體以外影響拍照體驗的因素?那麼中科創達的「相機實驗室」或能給你一些解答。

中國手機廠商,如小米、華為、魅族等等,他們在發表旗艦手機時候,一定不忘在發表會上好好宣傳自家相機拍照效果,有些甚至會講相機調教的故事。聽著他們講相機調教、打磨的故事,許多用戶不禁生出一絲疑惑,這些公司一年要發表多款手機,如果每台手機都如此調教,人員和時間上來得及嗎?過去一些新興的手機品牌在起步的時候,會有專門的團隊做相機調教嗎?那麼問題來了,是否有一支神秘的力量左右相機的調教呢?

中科創達就是這一支「神秘力量」——之所以說它神秘,是因為在消費者市場,鮮有用戶知道它,而在商用市場裡,可謂無人不曉。中科創達為客戶提供基於Linux、Android等平台的系統優化解決方案——包括一切搭載Android等作業系統智慧硬體的系統優化,而相機優化便是這其中最為重要的一環。那麼智慧硬體到底會經歷怎樣一番歷練才到達我們手中呢?帶著這個問題,鈦媒體記者拜訪了中科創達的「相機實驗室」。

相機模組離不開調試

「在手機,智慧硬體出廠前,我們會對相機進行長約2週的客觀測試,」中科創達相機研發經理楊琳告訴記者,「然後我們也會根據對方的要求,對裝置進行主觀測試。」

所謂的客觀測試就是,把相機模組置於一個相對可控的客觀環境裡進行測試。這些測試中有解析度專業測試——使用相機模組拍攝ISO12233標準分辨率測試卡。不同像素的相機模組拍攝出的照片能看清楚的線條數目是不同的,同時測試卡上還有用於測試色差和解析力的黑色色塊。用於測試解析力和色差的測試卡至少有8張以上。

標準分辨率測試圖。
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除了解析力測試之外,還有色溫色準測試,這一測試是在可控光色溫和亮度的燈箱裡進行的。燈箱能模擬任何色溫和光照強度的組合。除了燈箱之外,實驗室裡還備有各種濾光片,實現更特殊環境下的調試。待測試相機模組拍照之後,測試工程師會將樣片與標準比對卡進行比較,從數據上對比偏差。

進行完客觀測試之後,他們會將校正過的參數寫入到相機模組的配置文件裡。進行完客觀測試之後,他們還會針對不同裝置的使用場景進行主觀測試——就是外拍取景。「主觀測試測試週期就不一定了,」楊琳表示,「因為這種測試受天氣影響極大,有可能一個月都不能完成測試。同時每個廠商對於裝置的優化傾向是不同的。比如在銳化上,有些廠商會選擇過銳。有時候,我們會從裝置的硬體開發階段就和廠商合作,一起調試相機;當然很多智慧硬體的廠商是把相機調試這部分完全交給我們做的。」

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用於測量色準的標準膚色圖在相機模組出廠之前,其實製造廠商已經做了一系列的粗校。不過這時相機模組拍攝出來的圖片是RAW格式的。了解攝影的人都知道,RAW格式圖片保留了許多光線與色彩訊息,其體積要比我們手機拍照輸出的JPG格式大得多。而相機的調教就是能讓相機模組輸出色彩、解析、分辨率正確的JPG照片。

一切功能性的實現都依賴演算法

「很多手機裡的美肌功能、人臉識別功能等等,這些都是由我們的Camera演算法實現的」中科創達相機產品總監楊濤告訴鈦媒體記者,「同樣,雙鏡頭的優化也涉及到演算法問題。」

市面上已經有越來越多的手機廠商使用雙鏡頭方案,其中不乏iPhone 7 Plus這樣重量級產品。不過目前大多數的雙攝方案都是一顆為彩色鏡頭,另一顆為黑白鏡頭。彩色鏡頭用於捕捉色彩信息,而黑白鏡頭由於進光量比較大,僅用於獲取輪廓與景深信息。而蘋果採用的是「廣角鏡頭+長焦鏡頭」的組合。

相機裡的濾鏡。
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「雙攝能提升夜景的品質,」楊濤繼續補充道,「如果你有使用過雙攝手機,開啟背景虛化後,移動手機的時候,有時你會發現取景器中的畫面會一下子沒有虛化效果,然後接著又有了——這其實是演算法實現的功能。」

對於行動平台演算法優化而言,實現功能只是其中的一步。其實更為關鍵的是提升裝置的運行效率——因為行動SoC的運算能力遠比不上桌面平台,同時行動裝置的供電也是必須要考慮的問題。在行動平台上的演算法優化是「帶著鐐銬跳舞」。

人臉識別功能。
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「其實演算法優化還涉及到運算能力分配的問題。拿手機舉例,手機上SoC有CPU、GPU、DSP 三個運算處理單元,如何把運算分配給這些處理單元也是演算法優化中比較重要的目的,」楊濤解釋道,「就拿全景拍攝舉例,這個過程中涉及到圖像提取、拼接等過程。演算法優化就是能在低延時和降低功耗的同時,把圖像拼接完成。最後,其實我們也必須留出一部分運算能力餘量,來應對不同的情況:比如裝置在不同負載狀態下,運算能力會有差異;同一型號的裝置也會有些許個體上的差異。」

理論上而言,只要是Linux、Android作業系統,那麼都算是中科創達的業務範圍內,甚至有一些新興的作業系統如QNX,也是其業務範圍。中科創達提供的是一套類似於「交鑰匙」的解決方案,選擇「全托型」的則以IoT智慧硬體類公司多一些。

其實相機模組硬體部分最近也出現了一些創新,比如「潛望式的鏡組設計」——將鏡片模組縱向放置在手機裡,而非傳統的堆疊式。這樣一來,就能解決掉手機裡最「厚」的零件相機鏡組的問題了。「其實這個技術解決的不僅僅是厚度問題,還能給相機帶來變焦能力,這項技術我們也在跟進。目前而言,還沒有太多的信息。」楊濤告訴記者。

本文授權轉載自:鈦媒體

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