7月5日,商湯智能產業研究院發布《AI傳感器:智能手機影像新核心》白皮書,提出在智能手機市場緩慢步入瓶頸期的趨勢下,影像功能成為產業破局焦點,而人工智能軟件與CMOS(圖像傳感器)硬件的融合,更是智能手機影像能力持續提升的重要支撐。
作為全球領先的人工智能軟件公司,商湯科技前瞻開展了多元化的智能影像布局,通過AI算法SDK、AI傳感器、AI ISP三位一體的智能影像解決方案,為智能手機影像技術的發展構建新的突破口和競逐點。
商湯科技聯合創始人、首席科學家王曉剛表示,“過去幾年,AI算法的廣泛應用突破了智能手機影像能力的硬件限制,未來,AI傳感器將再次定義和引領智能手機影像發展的新趨勢。憑借成熟的AI算法固化技術,商湯在AI傳感器的技術領域積累了先發優勢。我們將持續開拓創新,將AI傳感器的應用從智能手機拓展至自動駕駛、元宇宙、智慧城市等更多領域,打開‘坡長雪厚’的藍海市場,讓AI傳感器成為感知物理世界、構建數字世界的核心感官。”
智能手機增長趨緩,影像技術成為下一代手機產品差異化競爭力的新突破口
今年以來,受到核心零部件短缺以及疫情反復的影響,智能手機市場表現相對低迷。據信通院數據顯示,2022年4月國內手機市場總體出貨量為1808萬部,同比大幅減少34.2%。對此,諸多手機廠商開始選擇在消費偏好體驗方面“對癥下藥”,在手機外觀、處理器、屏幕顯示、快充技術、游戲體驗、內存存儲等能力逐漸趨同的背景下,智能手機的影像能力成為了當前競爭的核心要素,以及消費者選購的重要標準。智能手機正全面進入“影像為王”的時代。
CMOS圖像傳感器和ISP(圖像信號處理器)是影響智能手機影像能力的兩大關鍵部件,前者更是塑造手機影像競爭力的核心。隨著智能手機多攝像頭配置的普及,5000萬乃至1億像素分辨率的應用,以及非Bayer圖像傳感器需求的旺盛,圖像傳感器技術得到了前所未有的發展。很多手機廠商甚至開始與傳感器廠商尋求定制化合作,打造差異化的競爭力。
圖像傳感器的尺寸是影像成像質量的關鍵因素之一,然而智能手機纖薄的外形,使得手機圖像傳感器的尺寸天然存在物理上限。白皮書指出,過去幾年,在AI算法驅動的計算攝影,以及更強大的處理器、專用圖像信號和神經處理單元的加持下,智能手機的影像能力依然得到了持續提升。
然而,在傳統的解決方案中,圖像傳感和AI算法的運行在不同的硬件上完成,圖像傳感器提供圖像信號,而處理器或者AI加速芯片執行人工智能算法。白皮書指出,這種方案在強調低功耗和能效比的移動設備中,將會造成能耗資源的浪費,并且難以處理一些需要常開的應用場景。在此趨勢下,人工智能賦能的圖像傳感器成為破題之道,引領CMOS圖像傳感器步入AI時代。
定格“魔幻時刻”,AI傳感器讓手機成為“個人智能影像工作室”
憑借領先的原創AI技術和軟硬件整合能力,商湯不僅在超分辨率、AI超畫質、夜景影像、高動態范圍、超清人像、影像虛化、RGB ToF 3D等關鍵影像場景積累了大量算法能力,同時早在2019年,就已經與全球領先的圖像傳感器廠商開展緊密合作,將AI算法和傳感器硬件直接融合,推動CMOS圖像傳感器發展進入人工智能軟件定義的時代,將成像系統的整體能力推向新的高度。
商湯AI傳感器可以借助AI技術,最大化地發揮原始光信號的價值。在終端設備獲取視覺信號的伊始,AI傳感器就可以進行優化和處理,增強真實世界感知、提高圖像和視頻的質量、豐富內容細節,同時還最大限度地降低了設備功耗,并增強了數據安全性。在提升圖像質量的前提下,商湯的AI傳感器還支持固化算法的可控可調,快速適配不同規格和工藝制成的傳感器以及ISP芯片平臺,實現高效的輕量化部署。
憑借AI算法、AI傳感器和AI ISP的三位一體,商湯實現了AI技術對整個智能手機智能影像系統的一體化賦能。一方面,通過AI技術充分挖掘鏡頭模組、各種新型傳感器等硬件的潛力,最大化利用成像設備的底層特性,實現最優的成像質量;另一方面,利用AI技術將成像系統中的各個獨立部件有機結合在一起,充分聯動,使原本獨立運作的成像模塊成為協同合作的成像平臺。
得益于AI軟件與硬件的緊密融合,用戶可以獲得拍攝質量的全面提升,拍攝場景的全面拓展。例如,通過AI對多種光源的時域、空域、頻域不同特性的學習,了解自然光譜特性,進而根據實際應用場景,帶來AI降噪、AI超分辨率,提升成像質量;在特殊拍攝模式下,AI夜景增強、AI人像增強,更為智能手機賦予了多樣的“魔幻場景”。這些體驗,讓搭載了AI傳感器的智能手機,成為每個人專屬的“個人智能影像工作室”,消費者日常使用時,便可輕松拍出媲美專業影像器材的高質量作品。
(超分辨率效果對比:左圖為傳統方案拍攝效果,右圖為商湯賦能)
(AI超畫質效果對比:左圖為傳統方案拍攝效果,右圖為商湯賦能拍攝效果)
(夜景影像效果對比:左圖為傳統方案拍攝效果,右圖為商湯賦能拍攝效果)
大幅降低世界建模成本,AI傳感器將成“元宇宙”的必經之路
面向未來,AI傳感器的價值不僅在于提升智能手機的影像能力,它更將成為機器“認知”世界的基礎設施,為更多物聯網終端賦予智能感知與內容增強的能力。在全球40億手機用戶的龐大基數下,AI傳感器的廣泛應用,將大幅降低世界建模成本,成為連接物理世界與虛擬世界的橋梁,加速“元宇宙”的構建。在新興應用場景中,AI傳感器也將扮演重要角色。例如,在智能汽車領域,AI傳感器將成為車輛感知世界的核心部件;在智慧城市領域,AI傳感器更將為挖掘視頻信息的價值發揮重要作用。
Gartner 數據顯示,2022年CMOS圖像傳感器的出貨量將會超84億顆,到2026年則會超過107億顆,成長為百億出貨量規模的半導體細分市場。秉承在AI傳感器技術領域的長期布局,商湯將緊密攜手合作伙伴,加速AI傳感器的市場滲透,共同以AI軟件重新“定義”圖像傳感器趨勢,賦予硬件更多創新可能性。
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