智能手机：AI重新定义光感知系统
导语：2020年中，旷视基于自身AI创新实力和实践经验，在业界率先提出“AI重新定义光感知系统”这一理念，获得各方认同 。
2020-2021年，是中国5G手机市场的重要普及周期，但智能手机产业却仍处于创新瓶颈 。
一方面产品同质化问题并未得到解决，各家手机企业依旧处于4G时代的“微创新”阶段；另一方面，5G时代面向消费端的“爆发式应用”依旧并不多见 。
表现在市场端，就是用户换机周期延长至超过33个月，整体市场持续触底，利润不断下滑，在消费者端同时存在对体验不满意与价格敏感两大行业痛点 。
Gartner发布数据显示，2020年第三季度全球智能手机销售下降5.7％，自2017年以来智能手机连续下滑的趋势还未“探底” 。中国市场同样如此，工信部旗下中国信通院公布的数据显示，今年1-11月，国内手机市场总体出货量累计2.81亿部，同比下降21.5%，5G渗透率持续提升的同时，手机市场仍在不断萎缩 。
无论是手机产业，还是用户都在期待重要新技术、新思维带来的变革驱动力量 。
艾瑞咨询近期发布的《2020中国人工智能手机白皮书》（以下简称《白皮书》） 中，重点提及了一个面向未来变革与技术升维的创新理念——“AI重新定义光感知”，引发了产业界的广泛认同与“跨圈”讨论 。
光感知升级成为手机行业破局焦点
移动影像一直是手机用户最关注的“刚需”体验 。
调查数据显示，仅在2016年人类就拍摄了2.5亿张照片，其中90%都是由手机拍摄而得 。《白皮书》数据显示，2019年中国用户最关注的手机功能中，“拍摄”占比以29.2%稳居榜首，相比排名第二的“处理器”高出近12个百分点 。移动影像可以说是中国手机用户的“第一硬核需求” 。
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从技术实现角度来看，手机拍摄是一个完整的“光感知”过程：光，是指光线本身及光学路径（手机镜头）；感，是接收光线做光电转化，也就是手机图像传感器（COMS）；知，则是将光信号做计算处理，并生成图像（例如ISP） 。
手机企业不断推升“手机影像大战”的结果，最终从两大维度推动了产业的快速革新：
第一，“光感知”三大领域硬件元器件的创新进化与硬件成本快速提升 。《白皮书》数据显示，2018-2019年智能手机关键元器件成本增速明显，其中摄像头模组成本提升高达52%，手机屏幕成本提升则超过77% 。如今，“光感知”系统在智能手机关键部件的成本占比已接近50%，成为手机厂商竞争焦点以及突破手机市场瓶颈期的增量因素 。
第二，智能手机受内部空间的限制，天生受限于光学元器件大型化与成像品质的“两难”选择 。同时“光感知”三大领域硬件元器件成本高昂，推动了AI算法在“光感知”系统中的协同作用与进化融合 。《白皮书》数据显示，AI芯片算力为“光感知”提供稳定算力保障的新品部分，如今成本占比已约40%，AI算法与算力已经成为智能手机“光感知”创新的重要核心竞争力与驱动引擎 。
AI如何重新定义光感知？
在智能手机光学+传感两大系统创新逐渐减缓之后，计算系统特别是AI算法正在深入到光感知系统的各个细分领域，成为手机影像最大的创新驱动力，这也就是如今手机厂商发布会上高频提到的“计算影像” 。
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其中最显著的改变就是将光感知系统过去在硬件升级、再以算法辅助、后期优化处理这种相对流程化与独立化的“线性”运作方式，转变为AI算法与光感知系统的“全局协同进化能力” 。
过去两年，无论是华为广泛应用的XD Fusion图像引擎，vivo提出的手机“微云台”技术，还是OPPO推出的“FDF全维人像视频技术系统”与“超级防抖”，都是AI算法与手机光感知系统实现全局协同进化的创新结果 。《白皮书》数据显示，截至2019年，AI拍摄算法在国内不同价位安卓手机中覆盖率达到91.6% 。
这也是“AI重新定义光感知”成为行业共同认可的创新理念与创新方向的重要原因，而业界首先提出这一理念的企业是旷视科技 。据了解，旷视的AI算法已经应用在10亿部智能手机中 。通过AI算法，旷视在各硬件之间搭建了一个类似神经网络的链接，通过神经网络的连接与AI计算，释放出整个手机光感知系统的最大价值 。
“超画质”体验已成为目前手机用户最直观衡量手机影像性能的重要参考标准 。以如今用户非常看重的夜景拍摄为例，“超画质”技术可以针对全局和细节两方面分别进行优化处理，通过高动态范围HD大幅提升明暗对比值与自动调整曝光，提升图像的亮度、细节与色彩还原；通过降噪AI算法，在提升信噪比的同时尽可能的保留图像细节；通过识别图像中的物体，调用算法进行不同程度的增强与优化；从而为用户提供“超出人员视觉”但又“感官舒适”的手机成像体验 。
旷视超画质技术在过去不到2年时间中已经迭代到了3.0版本，目前提供的功能超过100种 。《白皮书》提到，在DXO手机拍摄测评TOP15的手机中，有10部是国产手机，其中超过70%应用或与旷视合作开发了基础画质算法 。
屏下摄像头同样是如今手机行业与用户关注的焦点影像与屏幕突破技术 。旷视科技认为，之前“光感知”的三大系统（屏幕、光传感器、算法）都是孤立存在和各自优化，信息单向传递并且几乎不产生交互 。带来的结果就是其中一个环节一旦发生问题（比如进光量不够），就会导致整个屏下成像过程产生图像信息缺失 。旷视提出的新方案，是将“光感知”的三大系统实现“全连接”结构，实现整体联合优化、彼此互相补位，最终打造近乎“挖孔屏”或升级结构前置摄像头达到的成像效果 。
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进入5G普及阶段，手机用户对移动影像性能的高度关注，短视频与直播等相关影像应用的爆发，将进一步加速手机企业在核心影像能力上的投入与创新，特别是AI+光感知系统的竞争升级 。《白皮书》数据显示，AI拍摄算法目前在单部手机拍摄算法的应用占比约为15%，并仍在持续扩大，AI算法已成为手机光感知系统重要组成部分 。
值得关注的还有三个数据：1）手机厂商拍摄算法与外部算法公司合作广泛，将近60%手机拍摄算法，通过与算法公司合作研发获得；2）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% 。3）国内主要厂商新发布/已发布的高端安卓手机系列中，约有75%应用旷视AI算法/与旷视合作AI算法 。此外，旷视AI算法的普及率在主要厂商的不同中端系列安卓手机中占比也接近60% 。
由此来看，在全球手机供应链高度扁平化与集中化的今天，具备核心技术能力与细分领域的差异化优势对于所有手机供应链企业而言都至关重要 。旷视科技在AI算法领域的9年持续投入与技术变革，如今已成为全球AI+光感知产业图谱中的的核心组成与关键产业变量 。以旷视、汇顶、水晶光电为代表的中国科技企业，正在这个图谱中发挥着越来越重要的影响力，并推动“AI重新定义光感知”从产业理想加速走入用户手中的每一部智能手机 。
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“AI重新定义光感知” 推动千行百业创新
5G、AI、IoT等重要变革技术的聚合，让万物互联时代加速到来，产业智能化变革与数字化升级需求正在创造出巨大的新万亿市场 。“AI重新定义光感知”也作为万物互联中重要的连接与感知新基础技术设施走向千行百业，成为推动产业智能化创新与升级的核心技术驱动力之一 。
不过来自千行百业的AI算法与光感知需求是呈现高度碎片化的，目前产业需求远大于AI算法供给侧能力 。行业数据显示，目前在算法训练和部署的过程中，部署仍然耗费大量的时间成本，却只能够解决不到1%的算法供给需求 。唯一的选择，就是产业聚焦与生态开放 。在过去一年中，这两大动作成为华为、联想、阿里、腾讯等众多中国科技与互联网企业的共同选择 。
旷视为此提出了“1+3”战略，其中“1”是指自主原创的AI生产力平台Brain++ ，“3”是指聚焦个人物联网、城市物联网、供应物联网三大场景 。如今这一战略已经加速落地：前文提到的手机领域AI重新定义光感知，便是旷视个人物联网战略的重要组成部分 。而在城市物联网方面，旷视提供的城市物联网方案已经应用于超过100个城市与海外30多个国家与地区市场 。在供应链物联网领域，旷视提供的智能机器人操作系统——旷视河图已经累计落地超过100个项目 。
《白皮书》数据显示，2019年中国AI开放平台收入结构中，计算机视觉占比约为44.2%，成为产业落地最广泛的AI应用技术 。由此来看，伴随千行百业的智能化升级，“AI重新定义光感知”也会将所有的终端-场景-人-数据与服务高效地连接在一起 。万物互联时代，不仅是所有设备和人连接在一起，更是让我们真正首次“看见、感知与触摸到全世界” 。
这才是“AI重新定义光感知”最大的技术创新想象力 。
责任编辑：xj
原文标题：智能手机创新下半场，谁会成为新风口？
文章出处：【微信公众号：Megvii旷视科技】欢迎添加关注！文章转载请注明出处 。
【智能手机：AI重新定义光感知系统】
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