分析Pixel手机相机技术　Google：导入软体、机器学习是关键

▲Google Pixel手机以单镜头设计就可拍摄出令人惊艳的影像著称。（图／记者邱倢芯摄）

记者邱倢芯／台北报导

Google Pixel手机最令人惊艳的，莫过於单镜头却可达到强悍的拍照功能，无论是影像的景深效果，或是夜晚的清晰拍摄，都吸引了许多目光；Google今（23）日也特别邀请了Google杰出工程师Marc Levoy来台分析，Pixel手机如何在多镜头的手机市场下，还可以单镜头的设计惊艳手机市场。

Levoy指出，由于Google具备软体和机器学习的优势，因此在研发的过程中，也将过往积累的经验加入在Pixel手机相机当中；运用机器学习技术取代传统演算法，且在训练机器学习的过程中获得许多训练用的数据，都将有助提升拍照执行的准确度。

▼Google杰出工程师Marc Levoy。（图／记者邱倢芯摄）

目前大多数的智慧型手机制造商是利用合成浅景深（Synthetic Shallow Depth of Field）来达到如此的效果，该作法为运用作假景深达到真实景深的效果，而大部分的使用者其实难以辨别差异。不过这一类的做法大多需要双镜头以上的配置，在相似的焦点下捕捉两个影像，再运用立体匹配演算法（Stereo Matching）去计算深度图（Depth Map），并在场景中选择一个平面以保持锐利影像，最后再模糊距离该平面更近或更远的影像特征，让背景呈现失焦的影像，来达到所需的效果。

不过仅有单镜头配置的Pixel手机，则是利用机器学习技术分割影像中的人物​，并运用卷积神经网路预估图像中 每一个像素的人物；卷积神经网路可以在TensorFlow中执行；Google利用超过100万张标签过的人物和配件照片进行机器学习模型训练，使用数学计算中的边缘感知双边求解器进行细化，让人物分割的边缘更加锐利。之后再运用相机中的双像素（Dual Pixels）预估深度图，以达到景深的效果。

且为了保持人物影像锐利，从机器学习人物分割技术中，根据人物与背景的距离按比例模糊化，并且将人物所在位置前后一段距离的影像也保持锐利，以让人物影像能清楚呈现。Levoy认为，如此的呈现效果，虽然非物理上正确，但有助于摄影初学者透过Pixel手机肖像模式拍摄人物。

而在夜视模式的部分，Pixel手机是利用按下快门后，静止不动的几秒钟时间内，高速捕捉最多15​帧画面，而后Pixel 3会结合高解析变焦功能（Pixel 1/ Pixel 2 / Pixel 3a 则是结合HDR+功能），再透过学习式白平衡（Learning-based White Balancing）调整影像色调，并借由计算摄影的自动调整，以保持景物最真实的色调，最后就可拍摄出令人惊艳的夜晚影像。