2019智能手机影像技术应用 观察及趋势分析 中国信息通信研究院泰尔终端实验室 北京旷视科技有限公司 联合发布 2019年12月31日 1 前言 当前，手机已成为人们日常工作和生活中不可或缺的设 备。无需携带现金或银行卡的移动支付、随时随地的移动客户 端购物、日常生活的银行资金交易等应用场景，也让用户对手 机的安全性和便捷性提出新的要求。同时，人工智能赋能智能 手机的影像处理方案，尤其是让夜摄、自拍、直播的功能体验 随之显著提升，并逐渐成为消费者选购手机时的重要衡量指 标。 从2019年各大厂商新旗舰机型发布的趋势来看，一方面， 国内手机行业在影像应用领域的创新主要集中在AI影像增强领 域，以满足人们对智能手机的影像处理要求的日益提升。另一 方面，随着全面屏智能手机的兴起，屏下指纹解锁、2D/3D人 脸识别解锁等需求也将迎来大爆发。生物识别技术作为影像技 术的典型应用之一，凭借着安全、可靠、便捷等优势也必将应 用愈加广泛。对此，本报告将通过梳理总结2019年度的市场现 状和热点技术，分析2020年智能手机影像应用领域的发展前景 及趋势。 2 目录 第一章 智能手机影像应用行业现状 ................................................................................... 2 1.1 影像增强技术成为市场发展主旋律 ...................................................................................3 1.1.1 长焦远摄和夜景摄影功能成为市场亮点 ..................................................................................................... 3 1.1.2 短视频社交风靡，“视频手机”概念凸显 .................................................................................................... 4 1.1.3 前后摄像头升级，满足拍照刚需 .................................................................................................................. 6 1.2 生物识别技术仍是影响手机销售的核心配置 ...................................................................8 第二章 智能手机影像技术与应用变革 ............................................................................... 10 2.1. AI 影像增强创新发展现状 ...................................................................................................... 10 2.1.1 硬件层 ................................................................................................................................................................... 10 2.1.2 算法层.................................................................................................................................................................. 14 2.2 生物识别将成为 5G 手机 AI 重要的应用 ............................................................................. 17 2.2.1 基于 ToF 和 3D 结构光的 3D 人脸识别与支付算法............................................................................. 17 2.2.2 指纹识别 ............................................................................................................................................................. 19 第三章 前景与趋势 ................................................................................................................ 24 3.1 算法及方案芯片化、硬件化 ................................................................................................... 24 3.1.1AI 算法芯片化加速产品落地 ......................................................................................................................... 24 3.1.2 指纹识别芯片的借势再起............................................................................................................................. 25 3.2 手机摄像头模组领域创新动力充足 ....................................................................................... 26 3.2.1 ToF 镜头将大幅增加 ....................................................................................................................................... 26 3.2.2 摄像头及传感器将持续创新 ........................................................................................................................ 26 3.2.3 屏下摄像头 2020 年或将商用...................................................................................................................... 28 3.2.4 潜望式摄像头将成为中低端手机的标配 ................................................................................................. 29 3.3 总结 .............................................................................................................................................. 30 1 第一章 智能手机影像应用行业现状 当前，手机已成为人们日常工作和生活中不可或缺的设 备。无需携带现金或银行卡的移动支付、随时随地的移动客户 端购物、日常生活的银行资金交易等应用场景，也让用户对手 机的安全性和便捷性提出新的要求。同时，人工智能赋能智能 手机的影像处理方案，尤其是让夜摄、自拍、直播的功能体验 随之显著提升，并逐渐成为消费者选购手机时的重要衡量指 标。 如在夜拍时，人工智能技术能够弥补手机因低成本感光硬件 带来的性能劣势，通过多帧降噪、强化暗部和弱光细节等算法， 缩短夜间摄影的反应时间，增强夜摄成像细节，降低拍摄操作难 度，提升成像反应速度等。在拍摄视频时，人工智能技术还能对 人或物体的边缘进行精准辨别和智能锁焦，最终实现实时高画质 背景虚化效果。同时，人工智能技术还能通过对多源传感器信息 融合和防抖场景智能分析，将陀螺仪频率提高2-3倍，从而更加 灵敏地感应手机的运动状态，实现视频拍摄中的超级防抖。 从2019年各大厂商新旗舰机型发布的趋势来看，国内手机行 业在影像应用领域的创新主要集中在AI影像增强及生物识别领 域。 2 1.1 影像增强技术成为市场发展主旋律 进入2019年，智能手机行业创新不断，亮点纷呈，以华为、 OPPO、小米等国内厂商为代表的高像素、大变焦机型层出不穷。 以图像及视频拍摄为代表的手机AI影像增强技术成为市场创新 的主旋律，成为决定着手机能否快速赢得消费者认可的关键因素 之一。 1.1.1 长焦远摄和夜景摄影功能成为市场亮点 2019年上半年，长焦远摄和夜景摄影是手机AI影像应用创新 的两大主要方向。 华为在今年发布了旗舰机型P30 Pro率先引领了2019年手机 夜摄技术的发展。它采取了手机后置四摄方案，在潜望式长焦镜 头支持下，最高可实现10倍混合变焦和最高50倍的数字变焦。同 时，创新性地搭载了全新拜耳阵列设计的华为超感光传感器，以 黄色像素替换三原色中的绿色像素，进光量增加40%，并在相机 算法重新构建、芯片与系统深度调试的基础上，取得不俗的暗光 表现力。 3 图 1 长焦镜头（图片来自于华为官网） OPPO Reno 10倍变焦版的 “潜望式结构”变焦功能的创新 让人眼前一亮。搭配有潜望式长焦镜头，OPPO Reno