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흐릿한 사진도 한 번에 촬영할 수 있습니다.새로운 iPhone SE는 어떻게 작동합니까?

출처: 시나테크놀로지 합성

흐릿한 사진을 얻기 위해 단일 카메라를 사용하는 것은 새로운 것이 아닙니다.아이폰 XR그리고 더 일찍구글 픽셀 2비슷한 시도를 했습니다.

Apple의 새로운 iPhone SE도 동일하지만,카메라요소가 너무 오래되어 주요 크레딧이 여전히 알고리즘에 있습니다.

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▲ 왼쪽에서 오른쪽으로카메라새로운 iPhone SE의 센서,아이폰 8그리고아이폰 XR

iFixit의 분해 보고서에서 새로운 iPhone SE의 일부 부품이 완전히 일치하는 것을 볼 수 있습니다.아이폰 8, 1200만 화소 광각을 포함해 서로 바꿔서 사용할 수 있을 정도로카메라 .

'오래된 병에 새 포도주'를 담는 관행은 아이폰SE에서도 드문 일이 아니다.4년 전으로 거슬러 올라가면 1세대 아이폰SE도 5s의 외형과 대부분의 하드웨어를 적용해 애플이 더 낮은 가격을 제시할 수 있게 됐다.

이론적으로 동일한 카메라 하드웨어를 복사할 때카메라둘의 특성은 크게 다르지 않아야 합니다.예를 들어,아이폰 8은(는) 우리가 흔히 "인물 모드"라고 부르는 흐릿한 배경과 깨끗한 피사체로 작은 피사계 심도 사진 촬영을 지원하지 않습니다.

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그러나 Apple 지원 페이지를 보면 세로 모드가 지원하지 않는 것을 알 수 있습니다.아이폰 8두 개의 후면 렌즈 사양이 완전히 동일하더라도 새로운 iPhone SE에서 지원됩니다.

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정상적인 상황에서 휴대폰에서 흐릿한 사진을 촬영하려면 종종 이중 카메라로 수행해야 하는 경우가 많습니다. 사람의 눈과 마찬가지로 휴대폰도 서로 다른 위치에 있는 두 개의 렌즈를 통해 서로 다른 각도에서 두 개의 이미지를 얻은 다음 두 각도를 결합해야 합니다. view 차이는 배경 흐림 효과를 얻고 피사체를 선명하게 유지하기 위해 피사계 심도를 추정합니다.

목록에 있는 Plus 시리즈 또는 최근 몇 년 동안 X, XS 및 11은 기본적으로 다중 카메라 시스템에 의존하여 인물 블러 촬영을 완료합니다.

그렇다면 iPhone의 전면 단일 카메라는 어떻게 해결됩니까?핵심은 '보조 렌즈'에 해당하는 충분히 정확한 깊이 데이터를 얻을 수 있는 Face ID 시스템의 적외선 도트 매트릭스 프로젝터에 있습니다.

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이러한 관점에서 iPhone SE는 세로 모드 사진을 찍을 수 있다는 점이 매우 특별합니다. 첫째, 여러 장의 사진을 찍을 수 없고, 둘째, Face ID가 없고 기본적으로 하드웨어 지원 가능성이 없습니다.

분명히 Apple은 소프트웨어 수준에서 볼 수 없는 일부 변경을 수행했습니다.

최근 타사 카메라 애플리케이션 Halide의 개발자인 Ben Sandofsky는 새로운 iPhone SE가 동일한 단일 렌즈 사양을 사용하는 이유를 설명하면서 기술 원리를 공개했습니다.아이폰 8, 그러나 그것은 후자가 할 수 없는 인물 사진 모드를 달성할 수 있습니다.

새로운 iPhone SE는 '단일 2D 이미지만으로 인물 흐림 효과를 생성할 수 있는 최초의 iPhone'이 될 가능성이 높다고 합니다.

당신은 말할 수 있습니다아이폰 XR또한 단일 카메라 흐림 효과가 아닙니다.SE는 그냥 베끼는거 아님?

그러나 해체 상황은카메라아이폰 SE와아이폰 XR일관성이 없기 때문에 둘의 기술적 구현에 차이가 있습니다.

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삼성 갤럭시 S7시리즈는 스마트폰에서 DPAF 기술을 사용하는 최초의 장치입니다.카메라

가장 중요한 점은카메라아이폰 XRDPAF(듀얼 픽셀 자동 초점) 기술을 사용하여 하드웨어를 기반으로 특정 깊이 데이터를 얻을 수 있습니다.

간단히 말해서 DPAF 기술은 화면의 픽셀을 분할하는 것과 같습니다.카메라센서를 두 개의 더 작은 병렬 픽셀로 변환하여 왼쪽 눈과 오른쪽 눈처럼 서로 다른 각도로 두 장의 사진을 캡처합니다.

이것에 의해 생성되는 각도 차이는 듀얼의 각도 차이만큼 명확하지 않지만카메라, 깊이 데이터를 생성하는 알고리즘에 여전히 도움이 됩니다.

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구글 픽셀 2, 3DPAF 기술을 사용하여 얻은 두 개의 시차 맵은 육안으로 확인하기 어렵습니다.
인식하지만 여전히 이미지 분할 알고리즘이 판단을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다.

이전에,Google에도 이 기술을 사용했습니다.픽셀 2, 3단일 샷 블러를 달성합니다.에픽셀4, 카메라가 다중 카메라 사양으로 대체되기 때문에 시차 감지가 단일 카메라보다 훨씬 정확합니다.

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▲ 픽셀4가 두 대의 카메라를 이용해 얻은 데이터를 살펴보자.

새로운 iPhone SE의 경우 센서가 너무 오래되었기 때문에 Halide는 불일치 맵을 얻기 위해 센서에 의존할 수 없으며 기본적으로 A13 Bionic 칩이 제공하는 기계 학습 알고리즘에만 의존하여 깊이 데이터를 시뮬레이션하고 생성할 수 있다고 주장합니다. 지도.

한 문장 설명은 iPhone SE 인물 사진 블러 촬영이 전적으로 소프트웨어와 알고리즘에 의해 달성된다는 것입니다.

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▲ 이 사진을 직접아이폰 XR그리고 새로운 아이폰SE

할로겐화물은아이폰 XR그리고 새로운 아이폰SE로 강아지 사진(실제샷 아님, 그냥 '사진 한장')을 찍은 후 두 사진의 깊이 데이터를 비교했다.

그들은 발견했다아이폰 XR본체를 뽑기 위해 간단한 이미지 분할만 했을 뿐 강아지의 귀를 제대로 인식하지 못했습니다.

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▲ 깊이 데이터 그래프,아이폰 XR왼쪽이 새로운 iPhone SE 오른쪽이

그러나 새로운 iPhone SE에서 A13 칩이 제공하는 새로운 알고리즘으로 우리는 완전히 다른 깊이 맵을 얻었습니다.XR.강아지의 귀와 전체적인 윤곽을 정확하게 인식할 뿐만 아니라 다양한 배경에 대한 레이어 처리도 수행합니다.

이러한 종류의 깊이 지도는 100% 정확하지 않습니다.Halide는 얼굴이 없는 흐릿한 사진을 촬영할 때 새로운 iPhone SE의 컷아웃 및 흐림의 정확도가 인물 사진을 찍을 때만큼 정확하지 않다고 말했습니다.

특히 일부 피사체와 배경 이미지가 매우 흐릿한 경우에는 다중 카메라의 이점이 이때 더욱 분명해질 것입니다.

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▲ 이런 종류의 논페이스 테마에서는 피사체와 배경이 명확하게 구분되지 않아 신형 아이폰SE의 흐릿함을
실수하기 쉽다

이 사진에서 알 수 있듯이,아이폰 11 프로다중 카메라 시스템을 갖추고 있으면 통나무에 작은 식물의 윤곽을 완전히 그릴 수 있을 뿐만 아니라 배경의 거리를 인식하고 레이어 처리를 할 수 있습니다.

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▲ 깊이 데이터 그래프,아이폰 11 프로왼쪽이 새로운 iPhone SE 오른쪽이

새로운 iPhone SE에서는 동일한 레이어 처리 결과에도 불구하고 피사체와 배경이 완전히 융합되었습니다.당연히, 블러링 후 프로세스는 자연스럽게아이폰 11 프로.

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▲ 실제 흐릿한 증명,아이폰 11 프로왼쪽이 새로운 iPhone SE 오른쪽이

그렇기 때문에 새로운 iPhone SE가 iOS 자체를 사용할 때카메라앱에서는 사람의 얼굴이 감지된 경우에만 "인물 모드"를 활성화하여 흐릿한 사진을 찍을 수 있습니다.다른 경우에는 오류가 나타납니다.

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그 이유는 여전히 Apple의 알고리즘과 관련이 있습니다.Halide는 'Portrait Effects Matte'(Portrait Effects Matte)라는 기술을 언급했는데, 이는 주로 인물 모드 사진에서 가장자리의 헤어라인, 안경테 등의 세부 사항을 포함하여 인물의 정확한 윤곽을 찾는 데 사용됩니다. 피사체와 배경 세분화되어 있습니다.

그러나 현재 기계 학습을 기반으로 하는 이 분할 기술 세트는 "사람 촬영"에 더 준비되어 있으며 실제로 단일카메라다음과 같은 전화아이폰 XR및 iPhone SE, 그러나 피사체의 경우 다른 개체에서 문자를 변경할 때 알고리즘도 판단 오류를 범하게 됩니다.

멀티 카메라 폰의 경우아이폰 11 프로, 당신은 시차 데이터를 통해 직접 얻을 수 있습니다카메라하드웨어, 그래서 그들은 또한 자신의 것을 사용할 때 얼굴이 아닌 장면에서 인물 모드를 사용할 수 있습니다카메라.

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▲ 신형 아이폰SE의 전면렌즈도 인물모드를 지원하며 얼굴의 정밀도가 매우 높고,
이미지 차이는 보케 효과에만 있습니다.

물론 타사 개발자는 공식적으로 지원되지 않는 것을 계속 사용할 수 있습니다.이제 Halide 앱은아이폰 XR, SE 작은 동물이나 다른 물체의 흐릿한 사진을 촬영합니다.실제로 Apple의 세로 마스크 기술을 사용하여 깊이 맵을 얻은 다음 자체 백엔드 최적화를 추가하여 달성합니다.

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▲ Halide와 같은 타사 앱을 사용하여 새로운 iPhone SE를 사용하여 얼굴이 아닌 피사체의 흐릿한 사진을 찍을 수 있습니다.

일반적으로 이 새로운 iPhone SE가 달성한 인물 사진 흐림 효과는 단일 카메라 전화기에 대한 소프트웨어 최적화로 달성할 수 있는 한계입니다.엄밀히 말하면 이것은 실제로 A13 칩 때문입니다.최신 머신러닝 알고리즘을 가져오지 않았다면,카메라혼자 경험, SE 촬영 경험은 분명히 절반이어야합니다.

따라서 스마트폰이 멀티 카메라 시스템을 개발한다는 것은 여전히 ​​의미가 있습니다.초광각을 사용하여 시야를 넓힐 수 있으며 망원 렌즈에 의존하여 비파괴 줌 사진을 얻을 수 있습니다.증강 현실 감지 도움은 OTA 업그레이드나 알고리즘 연마를 통해서만 달성되는 것이 아닙니다.

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물론 맹목적으로 자랑하고 카메라 대수를 놓고 경쟁하는 것도 짜증난다.하드웨어가 이미징의 하한만을 결정한다면 우수한 알고리즘 세트는 이미징의 상한을 크게 높일 수 있으며 심지어 오래된 하드웨어의 가치와 가치를 다시 표현할 수도 있습니다.잠재적인.

4년을 더 기다릴 수 있을지 모르겠습니다.차세대 iPhone SE가 나오면 싱글카메라휴대 전화 업계에서 여전히 자리가 있습니까?


게시 시간: 2020년 5월 6일