不到半年,在華為P30發(fā)布會(huì)上,華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)CEO余承東重點(diǎn)介紹了P30在拍照和攝像能力的提升,在夜拍上余承東調(diào)侃稱“三星的Galaxy拍不到銀行,但P30可以”。其現(xiàn)場(chǎng)展示的P30拍攝的銀河照片,也似有與拍攝“火星”的Pixel叫板之意。不過(guò)P30有個(gè)前提是拍攝場(chǎng)景不能有太大的亮暗差,這樣相機(jī)會(huì)避免過(guò)曝而導(dǎo)致暗處一團(tuán)黑。

一度風(fēng)靡全球的街機(jī)iPhone,因夜拍效果差長(zhǎng)期受消費(fèi)者詬病,最新一代的iPhoneX雖然宣稱在夜拍能力上增強(qiáng)不少,但仍有用戶吐槽夜拍照片局部放大后,由于過(guò)度曝光噪點(diǎn)很多。

目前,業(yè)內(nèi)有三種傳統(tǒng)夜景圖像增強(qiáng)算法。直方圖均衡化(Histogram equalization),這種方法簡(jiǎn)單的利用了圖像整體的統(tǒng)計(jì)性質(zhì),通常不能對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景達(dá)到理想效果。基于Retinex理論的增強(qiáng)算法,通常只能用單通道進(jìn)行光照優(yōu)化,顏色無(wú)法很好地回復(fù),在光照復(fù)雜的情況下還容易出現(xiàn)過(guò)曝的現(xiàn)象。這些傳統(tǒng)方法還容易在增加圖像亮度的同時(shí),放大噪聲等瑕疵,影響圖像質(zhì)量。而基于深度學(xué)習(xí)的方法,通常是輸入圖像到標(biāo)注圖像之間直接訓(xùn)練回歸(regression)模型,由于數(shù)據(jù)本身的特性,這種方法得到的結(jié)果通常清晰度、對(duì)比度比較低,而且會(huì)有一些人工痕跡。

技術(shù)揭秘:低光照?qǐng)D像增強(qiáng),騰訊優(yōu)圖的“炫”科技

來(lái)自騰訊優(yōu)圖的研究員介紹說(shuō),該算法全稱為“基于深度學(xué)習(xí)優(yōu)化光照的暗光下的圖像增強(qiáng)”,通俗理解,是可以在移動(dòng)端實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)比美Adobe Lightroom專業(yè)調(diào)光效果的高端算法。已經(jīng)被計(jì)算機(jī)視覺(jué)國(guó)際頂級(jí)會(huì)議CVPR2019收錄。

在應(yīng)用了騰訊優(yōu)圖低光照?qǐng)D像增強(qiáng)算法后,原本黑乎乎的圖片立馬變得明亮清晰、色澤豐滿起來(lái),其效果比起國(guó)際大牌的商業(yè)軟件也絲毫不遜,甚至更佳。

騰訊優(yōu)圖對(duì)傳統(tǒng)夜景圖像增強(qiáng)算法進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)直方圖均衡化對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景不理想; Retinex算法,顏色無(wú)法很好地恢復(fù),光照復(fù)雜還容易過(guò)曝;深度學(xué)習(xí)的直接訓(xùn)練回歸模型,清晰度、對(duì)比度較低,且有人工痕跡。

傳統(tǒng)辦法的欠缺,都在于過(guò)度重視“優(yōu)化圖片”,依靠各種技術(shù)指標(biāo),缺乏對(duì)“人”之體驗(yàn)的終極關(guān)注。騰訊優(yōu)圖創(chuàng)新算法,在網(wǎng)絡(luò)中引入中間照明,將輸入與預(yù)期的增強(qiáng)結(jié)果相關(guān)聯(lián),增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)從專家修飾的輸入/輸出圖像學(xué)習(xí)復(fù)雜的攝影調(diào)整的能力。通俗理解,就是引入了專業(yè)美術(shù)人員優(yōu)化后的照片與原始照片對(duì)比,由機(jī)器自動(dòng)學(xué)習(xí),模擬出人類的智慧。騰訊優(yōu)圖引入了3000組原始圖片和專業(yè)美工調(diào)節(jié)后的圖像,并訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)有效地學(xué)習(xí)各種照明條件的豐富多樣的調(diào)整。

在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面,該算法也采用創(chuàng)新的雙分支的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)分成了全分辨率分支和低分辨率分支。其中低分辨率分支用于學(xué)習(xí)到全圖光照的整體信息,低分辨率圖像的使用,有助于增大網(wǎng)絡(luò)感受野,提高算法速度。低分辨率分支的結(jié)果將會(huì)傳遞給高分辨率網(wǎng)絡(luò)分支,用于重建全分辨率下的亮度圖,并最終得到增強(qiáng)后的圖像。此外,新的損失函數(shù)也進(jìn)一步幫助網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更加穩(wěn)定、清晰、顏色真實(shí)鮮艷的結(jié)果。因此,騰訊優(yōu)圖的低光照?qǐng)D像增強(qiáng)算法,在增強(qiáng)結(jié)果中恢復(fù)清晰的細(xì)節(jié),鮮明的對(duì)比度和自然色彩。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)AI算法,不止是手機(jī)攝影

實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新算法,目前可以用于哪些場(chǎng)景呢?騰訊優(yōu)圖的算法研究員介紹,手機(jī)攝影或手機(jī)拍照效果優(yōu)化,依然是最重要的應(yīng)用場(chǎng)景。該算法與手機(jī)硬件的結(jié)合,有望在夜景拍攝上取得進(jìn)一步的突破,給消費(fèi)者帶來(lái)更好的夜拍體驗(yàn)。

自2012年開(kāi)始,騰訊優(yōu)圖已在全球贏得就近700項(xiàng)專利,并多次刷新FDDB、MegaFace等多項(xiàng)國(guó)際頂級(jí)評(píng)測(cè)世界記錄。這些在人臉識(shí)別、圖像識(shí)別領(lǐng)域的科研探索,不但應(yīng)用于美化圖片,還被廣泛應(yīng)用于交通、醫(yī)療影像、自動(dòng)駕駛、金融、社交、娛樂(lè)、零售等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。

例如,基于騰訊優(yōu)圖AI算法研發(fā)的肺癌、宮頸癌及糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查技術(shù)已經(jīng)通過(guò)騰訊覓影平臺(tái)上線,并逐步落地到全國(guó)多家醫(yī)院。

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