美國(guó)消費(fèi)電子協(xié)會(huì)首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家肖恩,？杜布拉瓦茨在他那本《數(shù)字命運(yùn)》中提到了這樣一個(gè)觀點(diǎn)：
數(shù)字技術(shù)和設(shè)備的蓬勃發(fā)展，預(yù)示著一個(gè)人類新時(shí)代的開始,。除了數(shù)字硬件的風(fēng)靡,，人類未來十年的生活將以“全數(shù)字化”和“物聯(lián)網(wǎng)”為特色,。數(shù)字化所帶來的數(shù)據(jù)浪潮將以聞所未聞的量級(jí)席卷我們的世界，滲透進(jìn)我們的生活,。
可不是,，多數(shù)人想不到的我們一張自拍照的背后,，都在不斷融入數(shù)字化和AI。
2017年谷歌在Pixel 2代手機(jī)上加入了自研AI單元,，首次實(shí)踐“AI計(jì)算拍照”,。此后，用AI改善拍照質(zhì)量似乎就成了手機(jī)廠商們的共識(shí),。
谷歌此舉甚至還在“倒逼”華為海思,、聯(lián)發(fā)科等廠商在最新的SoC硬件上提供AI組件，方便手機(jī)廠商進(jìn)行AI相關(guān)的功能開發(fā),。
一股芯片級(jí)AI相機(jī)的潮流席卷而來,，不同流派、不同公司在標(biāo)準(zhǔn),、技術(shù)之間相互爭(zhēng)鳴,，共同推動(dòng)了技術(shù)的演進(jìn)。
一
AI相機(jī)流派
營(yíng)銷也好,，實(shí)打?qū)嵉倪M(jìn)步也好,，為了追趕AI這個(gè)概念，手機(jī)廠商,、處理器廠商都在打AI牌,。以至于芯片甚至在相機(jī)這個(gè)點(diǎn)上都在拼AI。不過,，出于成本考量，AI相機(jī)正在形成不同流派,。
1,、APP算法加強(qiáng)派。算法加強(qiáng)派只能算是營(yíng)銷噱頭,，主要集中在千元機(jī)上,。
和美圖秀秀這類應(yīng)用通過算法修改圖片差不多，可以理解為手機(jī)相機(jī)APP自帶算法調(diào)整功能,。紅米Note5,、vivo X21這類市面上的“千元雙攝”大多用的是是這種方式。
APP自帶算法調(diào)節(jié)的確可以讓照片增強(qiáng)對(duì)比度或是通過算法加強(qiáng)景深,。問題在于,，本身硬件有限，芯片和攝像頭里都沒有專門的AI處理單元,，一到夜晚就會(huì)導(dǎo)致畫質(zhì)不佳,，原圖成像不佳，APP也很難有太大的作為,。
2,、攝像頭＋云計(jì)算派,，在攝像頭區(qū)域里有一顆專用圖像處理協(xié)處理器。
即ImageProcessing Unit （IPU）,，專門用來結(jié)合云計(jì)算與算法集群處理AI拍照與視頻任務(wù),，谷歌Pixel 2就是最典型的案例，這也是為什么Pixel 2單攝像頭就能搞定其他雙攝像頭背景虛化的主要原因,。
這顆IPU是一顆可編程處理器,，共有8個(gè)核心，每個(gè)核心有512算術(shù)邏輯單元（ALU）,。在移動(dòng)設(shè)備上,，ALU每秒能進(jìn)行超過3萬億次運(yùn)算。ALU主要是用Halide來進(jìn)行圖像處理,，用TensorFlow處理機(jī)器學(xué)習(xí),。
從營(yíng)銷的角度來看，這套技術(shù)基本只有谷歌能用,，能實(shí)現(xiàn)的功能及支持的第三方應(yīng)用有限,，須要搭載谷歌自研芯片也增加額外成本，基本上只會(huì)被Pixel的極客用戶認(rèn)可,。國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商的雙攝,、三攝、四攝可以在直接觀感上征服用戶,，何必用單攝,。
3、芯片處理器派,，也就是在芯片處理器中,，加入了一顆用于AI計(jì)算的芯片。
華為,、蘋果,、三星接連在處理器中加入了獨(dú)立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元，稱作為NPU——比如華為麒麟980,。
聯(lián)發(fā)科其實(shí)比高通,、三星都走得更快一些。早在2018年3月,，聯(lián)發(fā)科就改進(jìn)加強(qiáng)了AI硬件處理單元,，將其稱之為APU。當(dāng)時(shí)發(fā)布的Helio P60直接加入了雙核APU——也就是兩個(gè)獨(dú)立AI處理單元,。這樣的處理單元專門用于應(yīng)付拍照,、視頻操作。2018年底發(fā)布的Helio P90,，其中AI專核已升級(jí)為APU2．0,，為手機(jī)提供了強(qiáng)大的邊緣AI算力,。
聯(lián)發(fā)科在這幾個(gè)派別的爭(zhēng)論中還提出了真AI相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)芯片級(jí)的真AI相機(jī)——從圖像傳感器sensor尺寸,、AI性能,、ISP技術(shù)三個(gè)維度為用戶打造真正的AI相機(jī)。
高通依舊執(zhí)著于CPU／GPU／DSP模式期間,，聯(lián)發(fā)科已經(jīng)迭代了三代APU產(chǎn)品,，已經(jīng)在芯片中采用了提升AI性能，改善用戶相機(jī)體驗(yàn)的策略,。
在APU 2．0 架構(gòu)的支持下,，當(dāng)手機(jī)在多核多線程處理AI 任務(wù)時(shí)，手機(jī)反應(yīng)速度能更快,、更省電,。AI運(yùn)算效率提升了，功耗和所需的帶寬更少了,。
二
芯片派的崛起
在2018年年末,，APP算法加強(qiáng)派基本已經(jīng)被主流手機(jī)廠商淘汰，至少是在旗艦機(jī)上淘汰,。攝像頭＋云計(jì)算派太過小眾,，而且不適應(yīng)國(guó)內(nèi)營(yíng)銷環(huán)境，同樣沒能成為主流,。芯片處理器派則是躍升為了所有手機(jī)廠商的第一選擇,。
原因很簡(jiǎn)單，手機(jī)相機(jī)硬件,、用戶應(yīng)用需求以及相機(jī)自身玩法越來越多樣了,，很多問題只能靠硬件來解決。
就像過去手機(jī)處理器“核戰(zhàn)”的年代,，雙核、四核,、八核,、十核就是帶動(dòng)性能的最佳方式。用AI芯片這種硬件思路面對(duì)所有用戶問題,，同樣是最簡(jiǎn)單,、最直接、最干脆也最有效,，但也需要技術(shù)積累的作法,。
1、手機(jī)相機(jī)成像的整體升級(jí)
手機(jī)相機(jī)CMOS有個(gè)核心參數(shù),，是CMOS的整體尺寸,，俗話說“底大一級(jí)壓死”,，好的旗艦機(jī)Sensor像素尺寸≥1．55μm，大底往往在暗光環(huán)境中可以捕捉到更多信號(hào),，畫面更純凈,，噪點(diǎn)也更少，夜晚表現(xiàn)往往非常突出,。目前市場(chǎng)上符合這一標(biāo)準(zhǔn)的傳感器有MIX586,，MIX378，MIX380等,。
大底當(dāng)然也有壞處——它需要處理的數(shù)據(jù)更多,。過去原本做ISP影像處理的相機(jī)DSP在Sensor像素尺寸≥1．55μm的大底上就會(huì)顯得相對(duì)吃力，容易導(dǎo)致相機(jī)發(fā)熱,，功耗增加,。除非手機(jī)性能真的足夠強(qiáng)勁，才能帶得動(dòng)≥1．55μm的大底,。
（高通驍龍845的圖像處理策略）
未來≥1．55μm的大底必然是中高端手機(jī)的標(biāo)配,，想要施展人工智能的作用，必須要有強(qiáng)大的AI性能支撐,。同時(shí),，芯片上的ISP帶來強(qiáng)勁圖像處理能力可以提升畫質(zhì)表現(xiàn)。聯(lián)發(fā)科提出的“真AI相機(jī)”概念：CMOS Sensor傳感器像素≥1．55μm,，AI性能跑分≥21000分,，Imagiq 三核ISP技術(shù)，三個(gè)指標(biāo)加持,，才是“真AI相機(jī)”,，的確是保障手機(jī)AI相機(jī)的功能性和成像表現(xiàn)的基礎(chǔ)。
聯(lián)發(fā)科Helio P90的三核ISP技術(shù)帶來了強(qiáng)勁的圖像處理能力,，可以提升畫質(zhì)表現(xiàn),，能夠輕而易舉帶動(dòng)≥1．55μm的大底。所以你可以看到,，2018年年末,，高通在驍龍720以及驍龍855上都加入了NPU模塊，目的就是跟上行業(yè)潮流,。
2,、短視頻、直播創(chuàng)作的風(fēng)潮
短視頻,、直播的風(fēng)潮同樣在側(cè)面壯大了AI芯片派,。2018年，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)最熱的概念除了AI,，就是短視頻——抖音,、快手,、微博、微信都在加強(qiáng)短視頻功能,。用戶通過短視頻創(chuàng)作內(nèi)容,、分享生活已經(jīng)成了一股潮流。短視頻社交甚至也在成為巨頭們發(fā)力的方向,。今日頭條推出了多閃,，微信則是在推出即刻視頻。
不過,，我們不得不說,，現(xiàn)在大部分視頻都是“AV畫質(zhì)”。不僅分辨率不夠高,，畫面抖動(dòng)也太厲害,。原因就在于大部分手機(jī)的攝像頭沒辦法處理如此大體量的數(shù)據(jù)，而且受到了網(wǎng)絡(luò)帶寬的影響,。
隨著2019年5G手機(jī)的發(fā)布,，未來用戶使用短視頻的需求只會(huì)愈加龐大。芯片廠商也不得不跟進(jìn)——加上了專門的攝像頭AI處理單元,。
像聯(lián)發(fā)科Helio P90這樣的處理器,，因?yàn)榫邆銩I智能ROI區(qū)域偵測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域編碼,，提升視頻碼率和壓縮質(zhì)量,，直播畫面時(shí)可以更清晰。在多個(gè)直播平臺(tái)都有明顯的畫面質(zhì)量提升,。5G時(shí)代即將到來,，視頻必將是內(nèi)容層面的主流趨勢(shì)，這項(xiàng)技術(shù)抓住了視頻平臺(tái)的痛點(diǎn),。
我們可以斷言,，2019年－2020年，AI處理單元的視頻處理能力會(huì)成處理器標(biāo)配,。
3,、相機(jī)的玩法越來越豐富多樣
事實(shí)上，相機(jī)的玩法也越來越多樣豐富,，比如說蘋果的FaceID和Animoji等一系列功能,。甚至連百度輸入法之類的第三方軟件也在安卓機(jī)上照搬Animoji,。
Animoji的原理是通過一個(gè)ARKit應(yīng)用來記錄實(shí)時(shí)更新的面部網(wǎng)格,。使用深度映射來繪制臉部的二維紋理。最終的效果十分逼真,，模仿出3A級(jí)游戲中的那種動(dòng)畫效果,。玩過3A級(jí)游戲的用戶都知道,，游戲畫面渲染對(duì)處理器要求非常高。挪到手機(jī)上拍攝時(shí)同樣如此——這對(duì)相機(jī)處理的能力要求也極高,。
另外,，安卓廠商還在探索其他玩法，比如實(shí)時(shí)虛擬化身,、實(shí)時(shí)多物識(shí)別,、焦點(diǎn)直播、人像留色,、人臉偵測(cè),、AI降噪抓拍、AI降噪夜拍——這些都需要芯片級(jí)的AI處理能力來支撐,，聯(lián)發(fā)科 P90這樣的處理器恰恰具備這些功能,，能夠過往旗艦機(jī)上才具備的功能，搬運(yùn)到中高端手機(jī)上,，讓大眾都能享受這些玩法,。
三
新的超車賽道
過去芯片處理器市場(chǎng)是個(gè)簡(jiǎn)單的上下游關(guān)系——上游處理器廠商供貨，下游手機(jī)廠商采購(gòu),。在這種關(guān)系之中,，處理器廠商往往掌握了話語(yǔ)權(quán)，一款芯片采購(gòu)量,、采購(gòu)價(jià),，基本都是由處理器廠商說了算。
但是在今天,，處理器的CPU＋GPU性能已經(jīng)不再是評(píng)價(jià)一款芯片的唯一因素,。在處理器甚至還要考慮AI處理器的性能。
像在AI Benchmark上的跑分中：麒麟980為21526分,，聯(lián)發(fā)科Helio P90為25645分,，剛刷新的高通驍龍855為27356分，位居榜首,。
可以說,，AI芯片正在成為處理器戰(zhàn)場(chǎng)的超車賽道。過去芯片廠商在和手機(jī)廠商的關(guān)系,，在生態(tài)鏈中的地位是絕對(duì)領(lǐng)頭羊,，掌握了壟斷式的話語(yǔ)權(quán)。但現(xiàn)在已經(jīng)不是單個(gè)廠商自?shī)首詷?，控制CPU,、GPU性能就能左右手機(jī)廠商時(shí)代了。
因?yàn)樾酒瑥S商不僅僅需要根據(jù)手機(jī)廠商的需求去提升AI算法、算力,，還需要和互聯(lián)網(wǎng)巨頭以及人工智能公司合作,，推進(jìn)AI的生態(tài)發(fā)展。因?yàn)楹芏郃I應(yīng)用也需要處理器廠商和第三方互聯(lián)網(wǎng)廠商共同合作實(shí)現(xiàn),。
比如說AI處理器的人體姿態(tài)識(shí)別這樣的技術(shù),，并不是靠處理器廠商一家實(shí)現(xiàn)的，它需要曠視這樣的廠商作支撐,。曠視科技就和芯片廠商共同合作開發(fā)出了包含安全人臉識(shí)別解鎖,、先進(jìn)影像處理、單鏡頭背景虛化,、智能物體以及手勢(shì)識(shí)別,、智能相冊(cè)分類等AI 應(yīng)用。
在類似這樣的合作中,，產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)莻€(gè)相對(duì)平等互動(dòng),、攜手共進(jìn)的關(guān)系，它更像是一個(gè)開放合作的生態(tài),，而不是過去壟斷打壓的一言堂,。真AI相機(jī)，并不是靠一家廠商自己悶頭開發(fā)而成的,，而是更多廠商共同合作,、對(duì)接、制定標(biāo)準(zhǔn)形成的,。聯(lián)發(fā)科在這方面恰恰比一些壟斷性巨頭姿態(tài)更平,，做得更好。
壟斷,、霸權(quán),，在AI產(chǎn)業(yè)鏈與手機(jī)芯片日益融合的環(huán)境下，對(duì)用戶,、對(duì)自身并沒有太多好處,，甚至還在阻礙行業(yè)的進(jìn)步。開放,、合作,，才是保持行業(yè)進(jìn)步的動(dòng)力。