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引言
大家發(fā)現(xiàn)沒有，有了智能手機(jī)，用單反的人都少了，為啥，像素越來越高且如此小巧輕便隨時(shí)可拍照、可分享的神器，還有各種美圖秀秀的幫忙，愛美的攝影達(dá)人和愛臭美的自拍達(dá)人們自然愛不釋手。
但是各家手機(jī)大牌標(biāo)榜的各種拍照、成像功能到底是真的假的？有多強(qiáng)大？數(shù)碼粉、技術(shù)控們一定想弄個(gè)明白吧，《機(jī)友都“好色”》這個(gè)系列中，與非網(wǎng)邀請(qǐng)資深、專業(yè)的手機(jī)評(píng)測人士釣寒江雪對(duì)市面上的經(jīng)典機(jī)型逐一抽絲剝繭，來看看它們的成像效果到底是虛胖還是真的strong。
華為榮耀6+成像效果大起底
雙攝像頭現(xiàn)在已經(jīng)基本成了智能手機(jī)的標(biāo)配，與非網(wǎng)《機(jī)友都“好色”》的第一期我們就對(duì)華為的經(jīng)典機(jī)型榮耀6+的雙攝像頭成像效果來個(gè)大起底。
全聚焦（EDOF）
智能手機(jī)存在同一個(gè)深度清晰度不同的問題，單反不存在這樣的問題。多幀聚焦位置不同的普通圖形合成EDOF圖像，不同圖像貢獻(xiàn)的權(quán)重不同。顯然下圖中模糊的區(qū)域來源于權(quán)重計(jì)算的錯(cuò)誤，釣寒江雪估計(jì)，榮耀6+拼接權(quán)重的計(jì)算可能使用了飽和度作為依據(jù)，通常離焦圖像飽和度稍低，對(duì)于大面積艷麗區(qū)域來說就不一定了，看來還是邊緣強(qiáng)度比較可靠。
圖1
圖2
虛化與先拍照后聚焦
雙攝的好處在于能夠稀稀拉拉估計(jì)出一些有一定可靠性的特征點(diǎn)的深度，然后利用類似GRABCUT的方法進(jìn)行摳圖。然后對(duì)摳出的背景進(jìn)行模糊。下圖中模糊算法顯然出了嚴(yán)重的問題，類似的問題也在安卓手機(jī)QQ上出現(xiàn)過。釣寒江雪猜測，這個(gè)問題可能是壓縮導(dǎo)致的，但是也可能是平滑算法導(dǎo)致的。
色階問題為啥和華為如影隨形呢？根據(jù)專業(yè)的分析，雙邊濾波在顏色平緩過渡且顏色的2階梯微分不為0的區(qū)域容易出現(xiàn)色階，理由是，一階微分小的區(qū)域顏色比較接近，濾波權(quán)重也比較大，反之權(quán)重較小，顏色的緩變在濾波之后變成了突變，這種差異化的權(quán)重可能導(dǎo)致色階。高斯模糊的話，一般不會(huì)引入這種色階。釣寒江雪猜測，榮耀6＋的算法工程做高斯濾波時(shí)定點(diǎn)化處理的時(shí)候忘記了4舍5入，或者模糊算法模糊度參考來的鄰域亮度差異。
- 聚焦近景時(shí)近景邊緣（與遠(yuǎn)景交界處）存在不自然的虛邊，而單反長焦則不會(huì)
- 聚焦近景時(shí)近景邊緣（與遠(yuǎn)景交界處）存在錯(cuò)誤：重影，鋸齒，鬼影
- 預(yù)覽時(shí)沒有根據(jù)深度信息進(jìn)行摳圖虛化，只是簡單將圖像四周模糊，或者模糊遠(yuǎn)離觸點(diǎn)的區(qū)域
圖3 虛化算法存在嚴(yán)重的色階
圖4 安卓版手機(jī)QQ效果（白紙區(qū)域有嚴(yán)重色階）
圖5 安卓圖庫效果
下圖中的鋸齒問題，和光影魔術(shù)手的效果類似，感興趣的朋友也可以試試OPENCV的GRABCUT，真的很像。
圖6 近景外輪廓存在嚴(yán)重鋸齒
圖7 近景外輪廓存在嚴(yán)重重影
圖8 聚焦近景時(shí)，近景的外輪廓存在虛化，這在單反長焦特寫中不存在這樣的虛邊
這是個(gè)很有意思的問題，單反長焦大光圈時(shí)，前景清晰背景虛化，光圈更大時(shí)，近景的外輪廓是會(huì)更清晰些的。釣寒江雪認(rèn)為，理由是近景發(fā)出的光都規(guī)規(guī)矩矩聚焦在感光芯片上，而背景上的光則擴(kuò)散在傳感器上，光圈越大，擴(kuò)散越大，擴(kuò)散越大，反而不容易使近景外輪廓糊掉，反而在擴(kuò)散不是特別大的時(shí)候，會(huì)糊得厲害些。釣寒江雪認(rèn)為，軟件模擬的方式，要做到這一點(diǎn)比較難，但是不做到這一點(diǎn)，看上去會(huì)很假。
圖9 聚焦近景時(shí)，近景的外輪廓存在遮擋錯(cuò)位，出現(xiàn)鬼影
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當(dāng)立體匹配算法出現(xiàn)錯(cuò)誤，或者摳圖不準(zhǔn)時(shí)，就容易出現(xiàn)上述鬼影，釣寒江雪認(rèn)為，這是個(gè)技術(shù)上的難點(diǎn)和痛點(diǎn)，并且雙攝像頭方案會(huì)一直這么痛下去。
圖10 景深估計(jì)高概率錯(cuò)誤
圖11 背景常常被誤認(rèn)為是近景，上圖中遠(yuǎn)景的一部分被錯(cuò)誤地虛化
圖12 實(shí)驗(yàn)表明，雙攝像頭對(duì)靜止場景HDR沒有任何改進(jìn)
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釣寒江雪認(rèn)為，榮耀6+的HDR還是很不錯(cuò)的，但是真沒看出來和雙目有啥關(guān)系。
HDR
圖13 HDR運(yùn)動(dòng)鬼影并沒有因?yàn)殡p攝而消除
運(yùn)動(dòng)鬼影的出現(xiàn)，表示榮耀6+的HDR仍然是基于連拍多張的原理實(shí)現(xiàn)的，而并非用兩張同時(shí)拍攝的圖片實(shí)現(xiàn)的。釣寒江雪認(rèn)為，榮耀6+的HDR真的很不錯(cuò)的，要拍攝出上述鬼影，并不容易，華為的HDR鬼影控制還是上了一個(gè)大臺(tái)階的，可以秒殺高通。
圖14 華為沒有實(shí)現(xiàn)雙攝像頭超分辨率（但實(shí)現(xiàn)了單攝像頭（8M－13M）單張超分辨率）
常規(guī)預(yù)覽、拍攝及超分辨率（Super Resolution）
實(shí)驗(yàn)表明，雙攝像頭對(duì)分辨率沒有任何改進(jìn)，常規(guī)拍攝沒有發(fā)現(xiàn)過景深估計(jì)錯(cuò)誤導(dǎo)致的鬼影，說明常規(guī)拍攝并沒有使用多幀超分辨率。理由：如果華為擁有完美無暇的景深估計(jì)算法，榮耀6+沒有理由在背景虛化時(shí)掉鏈子。既然景深估計(jì)有瑕疵，用雙攝做超分辨率時(shí)就必然也會(huì)出現(xiàn)瑕疵。
圖15 榮耀6+單幀超分辨率副作用：2-4個(gè)像素的黑邊
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超級(jí)夜景
圖16 超級(jí)夜景（有燈）需要長曝光時(shí)間（5S以上）有嚴(yán)重鬼影
- 降噪有一定效果
- 需要三腳架
- 運(yùn)動(dòng)物體會(huì)有鬼影
- 不涉及雙攝像頭
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三腳架主要應(yīng)對(duì)長曝光時(shí)間的運(yùn)動(dòng)模糊，及省略多幀連拍圖像之間的配準(zhǔn)計(jì)算過程。
增大曝光補(bǔ)償EV時(shí)，榮耀6+的問題比較大，畫面霧蒙蒙的，甚至EV值改變后，曝光時(shí)間居然沒變。第二天我測了金立E7，發(fā)現(xiàn)EV值改變后，并不會(huì)霧蒙蒙 的。釣寒江雪大膽猜測，榮耀6+，調(diào)整EV值的時(shí)候，沒有改變曝光值，甚至連Gamma或者OB(optical black)都沒有正兒八經(jīng)去調(diào)一調(diào)，弄得霧蒙蒙的?！?/p>
圖17 EV=-2
圖18 EV=-1
圖19 EV=0
圖20 EV=1，霧感嚴(yán)重
圖21 EV=2，霧感嚴(yán)重
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榮耀6+超級(jí)夜景總體來說有一定效果，但一旦畫面中有運(yùn)動(dòng)物體就不行了，如果要拍攝晚霞，如果云彩有輕微飛動(dòng)，云就很模糊。
圖22 榮耀6+三腳架固定拍攝的超級(jí)夜景
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超級(jí)夜景的一個(gè)亮點(diǎn)是加入了HDR，這使燈光不會(huì)變胖。不過要拍出這個(gè)效果，需要三腳架，不能有行人，如果拍云，拍樹葉，連微風(fēng)都不能有，拍噴泉的話，肯定也不行了，肯定會(huì)糊。
拍完這張圖像，釣寒江雪立馬有一種想去拍晚霞或者日出的沖動(dòng)，日出或者日落，沒有風(fēng)，身邊恰好有個(gè)能裝榮耀6＋的三角架的時(shí)候，搞不好能拍出驚艷的效果。但是，不知道要猴年馬月了，還不如用單反輕便。
圖23 金立E7大眼睛手持夜景模式拍攝效果
E7夜景看上去沒有榮耀6那么艷，但是非常實(shí)用，很貼心，隨手就能拍到珍貴的景色。
圖24 金立E7大眼睛拍攝，EV=2，完全沒有榮耀6+那種霧感
常規(guī)夜景
圖25 常規(guī)夜景
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測試：
捂住邊上攝像頭拍攝與不捂住沒有區(qū)別
沒有出現(xiàn)深度不連續(xù)導(dǎo)致的鬼影
結(jié)論
常規(guī)夜景只是用了單個(gè)攝像頭
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暗光（極暗）預(yù)覽與拍攝
暗光下，榮耀6＋邊上攝像頭用于拍攝，中間攝像頭用于預(yù)覽，測試方法如下：
捂住邊上攝像頭，可以預(yù)覽但是排除的照片全黑，捂住中間攝像頭預(yù)覽全黑，但可以正常拍攝
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圖26
聚焦
釣寒江雪沒看出榮耀6+用雙眼對(duì)AF的改善，大白天聚焦失敗的情況也時(shí)有發(fā)生，更別說夜景了。話說特征點(diǎn)匹配本來就耗時(shí)，而聚焦又是毫秒級(jí)的應(yīng)用，大膽地猜測，這純屬扯淡。
不過話說回來，聚焦一直是手機(jī)的痛，單反其實(shí)也一樣。常常興高采烈地拍了一堆照片，拷到電腦上一看，一半糊的，心中那個(gè)痛啊。有人說我用iphone 6，其實(shí)也就糊少點(diǎn)點(diǎn)，沒有本質(zhì)區(qū)別。釣寒江雪號(hào)召各大手機(jī)廠商，加油把AF這個(gè)問題搞好點(diǎn)，少吹牛。
預(yù)覽曝光時(shí)間 65毫秒
拍攝曝光時(shí)間 85毫秒
圖27 低光下曝光時(shí)間測試，一個(gè)LED燈亮5毫秒
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雙攝到底有沒有起作用
- 背景虛化，EDOF，全聚焦拍照時(shí)可能使用了雙攝像頭，預(yù)覽時(shí)沒有使用
- 極暗場景才使用雙攝像頭，一個(gè)預(yù)覽一個(gè)拍照，增加預(yù)覽幀率
- 常規(guī)場景沒有使用雙攝像頭
- HDR與夜景（非極暗）沒有使用雙攝像頭
- 雙攝像頭對(duì)AF起到的改進(jìn)難以感覺，或者說沒有改進(jìn)
榮耀6+總結(jié)
- 華為的采用的8M的SENSOR在低照度下具有較好感光度，加上其多幀降噪技術(shù)，其低照度性能得到了明顯提升。但這些和雙攝像頭都無關(guān)
- 華為的超分辨率算法處理時(shí)間大概2-3秒，但是巧妙地使用了UI在后臺(tái)處理，這讓人覺得處理速度非?？?。
- 背景虛化，先拍照后聚焦，以及全聚焦會(huì)增加一些趣味性，但同時(shí)也較大概率地帶來副作用，使圖像質(zhì)量大打折扣。
- 華為的虛化算法處理時(shí)間大概2-3秒，但是巧妙地分解在不同的UI操作步驟中，這讓人覺得處理速度非?？?。
- 超分辨率與HDR 合成都由單攝像頭完成，但HDR運(yùn)動(dòng)鬼影抑制比高通好，手抖也幾乎不會(huì)導(dǎo)致鬼影。
- 超級(jí)夜景有一定效果，使用了HDR，燈光不會(huì)長胖，多幀降噪也還可以，但需要使用三腳架，這限制了使用范圍。
雙目立體攝像頭面臨的配準(zhǔn)算法的挑戰(zhàn)
- AF問題的影響：AF不可避免帶來焦距的輕微變化，從而帶來圖像輕微縮放甚至中心點(diǎn)漂移，這種復(fù)雜變化幾乎無法標(biāo)定，也就是說縮放本身會(huì)增大配準(zhǔn)難度，即使配準(zhǔn)了，深度信息也會(huì)因?yàn)橹行狞c(diǎn)漂移而計(jì)算不準(zhǔn)。IDC分析認(rèn)為如果采用同步AF的方式，需要增加通信的成本，導(dǎo)致系統(tǒng)變得異常復(fù)雜，如果只控制一個(gè)攝像頭AF，另外一個(gè)跟著動(dòng)也可以，但前提是模組一致性要很好，而且高溫高濕度撞擊振動(dòng)等情況發(fā)生時(shí)，模組一致性還是要很好才行；
- 視頻：視頻模式下一邊AF，一邊配準(zhǔn)，系統(tǒng)會(huì)非常復(fù)雜；
- 景深不連續(xù)：景深不連續(xù)的場景下實(shí)現(xiàn)圖像配準(zhǔn)算法，時(shí)至今日仍然是一個(gè)難題，難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了遙感配準(zhǔn)，全景拼接配準(zhǔn)，及手抖配準(zhǔn)。遮擋問題本身就更難解決；
- 全局的單應(yīng)矩陣轉(zhuǎn)換模型：在深度不連續(xù)的場合下，全局的單應(yīng)矩陣轉(zhuǎn)換模型并不適合兩幅圖像之間的幾何變換關(guān)系；
- 卷簾式快門與非剛性：HDR拍攝時(shí)，曝光時(shí)間不同，果凍效應(yīng)導(dǎo)致的形變量不一致可能導(dǎo)致圖像局部形變不一致。這個(gè)問題可能會(huì)將剛性配準(zhǔn)問題轉(zhuǎn)變?yōu)榉莿傂耘錅?zhǔn)問題；
- 全局一致漂移算法配準(zhǔn)：全局一致性漂移算法假設(shè)越靠近的像素偏移量越接近，可以用于配準(zhǔn)非剛性物體，但是深度不連續(xù)本身就是一種全局不一致，漂移量全局一致性不成立；
- 多模態(tài)圖像配準(zhǔn)：如果采用非對(duì)稱攝像頭，兩個(gè)攝像頭不相同，例如黑白和彩色攝像頭的SENSOR的光譜曲線差異大，配準(zhǔn)難度可能增大。
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圖28
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對(duì)這里面的技術(shù)原理感興趣的，可以參考 雙目攝像技術(shù)分析--突破光學(xué)與尺寸的極限
與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，謝絕轉(zhuǎn)載！
