华为Mate70光谱摄像头引领潮流,看视界高光谱成像技术如何重塑未来?

   发布时间:2024-12-11 17:35 作者:苏婉清

华为最新发布的Mate70智能手机,凭借其创新的“红枫原色摄像头”,在摄影领域掀起了新的波澜。这款摄像头采用了先进的光谱技术,拥有150万像素的多光谱传感器,相较于Mate 60 Pro+,其在色彩还原准确度上实现了120%的提升,为用户带来了前所未有的影像色彩体验。

据华为官方详细介绍,红枫原色摄像头能够精准捕捉环境光谱,为主摄像头、超广角镜头以及长焦微距镜头提供更加真实的色彩参考,确保拍摄出的照片和视频能够真实还原所见景象,真正实现“所见即所得”。

事实上,多光谱技术并非华为首创。近年来,各大手机厂商纷纷在旗舰机型中引入多光谱色温传感器,以提升拍摄效果。早在2017年,iPhone X就搭载了由ams为其定制开发的6通道多光谱传感器,包括紫外光、红光、绿光、蓝光以及两种近红外光通道。随后,华为P20在2018年首次引入了ams提供的色温传感器,用于实现精准的颜色和环境光感测,优化拍摄时的白平衡调节。

随着时间的推移,多光谱技术在智能手机中的应用愈发广泛。2021年,华为P50 Pocket推出了超光谱超级影像单元,集成了10通道多光谱传感器、闪光灯、3200万像素超光谱摄像头以及超光谱补光灯,进一步提升了拍摄性能。同年,iPhone 14系列则首次配备了双环境光传感器,改善了亮度调节和后置摄像头的曝光效果。OPPO Find X5 Pro和vivo X90也分别在2022年引入了13通道光谱传感器和自研VCS仿生光谱技术,为相机系统带来了更加精准的色彩表现和色彩还原能力。

看视界智能科技的技术总监陈光浩指出,光学图像采集和图像显示之间存在共生关系,图像传感器和显示器件的性能直接影响着用户对真实环境的感知。近年来,随着技术和工艺的快速发展,显示端的光电子理论应用取得了显著进步,大幅提升了显示亮度、分辨率、色彩还原度和刷新频率。然而,这也对传感器的色彩还原性能和后期色彩校准提出了更高的要求。

传统的RGB宽谱拜尔滤波阵列在色彩采集过程中存在局限性,无法提供足够的信息来协助后期的色彩处理。而人眼的光谱响应还会随着环境光照的变化而改变,这使得色彩还原变得更加复杂。为了解决这个问题,多通道光谱感知技术应运而生。多光谱成像技术作为高光谱成像技术的一个子领域,通过有针对性地选取有限的光谱通道,实现对目标应用场景的精准识别。

目前,受限于成本和应用场景,消费电子端搭载的多光谱技术相对简单,主要应用于环境光谱感知,以辅助色彩还原算法的正常工作。然而,这些变化对消费者和行业的影响却是深远的。消费者在体验了更真实的图像技术后,往往会迅速抛弃使用老旧技术的产品,并愿意为新技术支付更高的成本,从而推动整个行业的快速变革。

陈光浩博士还提到,多光谱成像技术的普及对人工智能的发展产生了深远影响。随着数码设备的普及和性能提升,大量真实世界的图像数据被生成,为人工智能的发展提供了丰富的燃料。然而,基于单色或RGB图像数据的深度学习模型已经遇到了发展瓶颈。多光谱成像技术通过将少量特征性的光谱信息加入模型中,降低了模型对空间维度的要求,实现了更快的推理速度和更高的准确度,同时降低了计算端的功耗和成本。

除了色彩校准外,多光谱成像技术在消费电子端还有着更广泛的应用前景。例如,它可以用于开发更安全的安全验证机制、更丰富的健康监测应用以及更新奇的交互方式等。然而,要实现这些应用,需要更高的通道数,这也将多光谱技术逐渐推向了高光谱成像技术。

南京看视界智能科技在高光谱技术方面取得了显著成果。他们成功研发出了88通道高光谱成像芯片,并将量产良率稳定在了90%以上。陈光浩博士表示,他们希望通过自身的技术实力打破大众对高光谱成像技术的传统认知,提供一站式的解决方案,使高光谱成像技术变得更加易于获取和使用。

看视界智能科技在硬件设计、制造和算法开发方面同时发力,实现了微型轻便、成本直降和操作简单等目标。他们利用亚波长精度的半导体加工设备和工艺,对关键光学部件进行一体成型的加工和组合,既降低了加工成本和提高了加工速度,又保证了部件的加工一致性。他们还针对性地开发了信号处理算法,能够精确地掌握每台设备的成像模型,并将信息融合到算法中,提高处理精度并持续实现端到端优化。

目前,看视界智能科技已经成功实现了微型快照式(30帧/秒)高光谱相机的规模化量产,是全球唯二具备此款设备批量供应能力的赛道头部企业。他们的创新光谱成像技术正在重塑数字城市智慧感知、低轨卫星网络星载传感、生物医药动态标本观测以及自动驾驶高维视觉等领域的技术格局。

 
 
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