分析Pixel手機相機技術　Google：導入軟體、機器學習是關鍵

▲Google Pixel手機以單鏡頭設計就可拍攝出令人驚豔的影像著稱。（圖／記者邱倢芯攝）

記者邱倢芯／臺北報導

Google Pixel手機最令人驚豔的，莫過於單鏡頭卻可達到強悍的拍照功能，無論是影像的景深效果，或是夜晚的清晰拍攝，都吸引了許多目光；Google今（23）日也特別邀請了Google傑出工程師Marc Levoy來臺分析，Pixel手機如何在多鏡頭的手機市場下，還可以單鏡頭的設計驚豔手機市場。

Levoy指出，由於Google具備軟體和機器學習的優勢，因此在研發的過程中，也將過往積累的經驗加入在Pixel手機相機當中；運用機器學習技術取代傳統演算法，且在訓練機器學習的過程中獲得許多訓練用的數據，都將有助提升拍照執行的準確度。

▼Google傑出工程師Marc Levoy。（圖／記者邱倢芯攝）

目前大多數的智慧型手機制造商是利用合成淺景深（Synthetic Shallow Depth of Field）來達到如此的效果，該作法爲運用作假景深達到真實景深的效果，而大部分的使用者其實難以辨別差異。不過這一類的做法大多需要雙鏡頭以上的配置，在相似的焦點下捕捉兩個影像，再運用立體匹配演算法（Stereo Matching）去計算深度圖（Depth Map），並在場景中選擇一個平面以保持銳利影像，最後再模糊距離該平面更近或更遠的影像特徵，讓背景呈現失焦的影像，來達到所需的效果。

不過僅有單鏡頭配置的Pixel手機，則是利用機器學習技術分割影像中的人物​，並運用卷積神經網路預估圖像中 每一個像素的人物；卷積神經網路可以在TensorFlow中執行；Google利用超過100萬張標籤過的人物和配件照片進行機器學習模型訓練，使用數學計算中的邊緣感知雙邊求解器進行細化，讓人物分割的邊緣更加銳利。之後再運用相機中的雙像素（Dual Pixels）預估深度圖，以達到景深的效果。

且爲了保持人物影像銳利，從機器學習人物分割技術中，根據人物與背景的距離按比例模糊化，並且將人物所在位置前後一段距離的影像也保持銳利，以讓人物影像能清楚呈現。Levoy認爲，如此的呈現效果，雖然非物理上正確，但有助於攝影初學者透過Pixel手機肖像模式拍攝人物。

而在夜視模式的部分，Pixel手機是利用按下快門後，靜止不動的幾秒鐘時間內，高速捕捉最多15​幀畫面，而後Pixel 3會結合高解析變焦功能（Pixel 1/ Pixel 2 / Pixel 3a 則是結合HDR+功能），再透過學習式白平衡（Learning-based White Balancing）調整影像色調，並藉由計算攝影的自動調整，以保持景物最真實的色調，最後就可拍攝出令人驚豔的夜晚影像。