華為李小龍深度解讀:XMAGE影像技術與北鬥衛星通信的研發故事


鳳凰網科技訊(作者/張昊)日前,HDC2022華為開發者大會正在召開,在大會期間華為舉辦“華為手機創新技術媒體溝通會”,在溝通會上,華為終端BG手機產品線副總裁李小龍對華為Mate 50系列上搭載的XMAGE影像技術和北鬥衛星短消息功能,進行技術上的深度解讀與研發時的故事分享。

華為影像XMAGE三大技術突破 影像色彩自成一派

今年7月份,華為正式宣佈推出自有影像品牌XMAGE,在影像技術、風格和體驗上進行升級。9月份,華為Mate 50系列搭載超光變XMAGE影像系統,現實多項技術突破。XMAGE聚焦光學系統、機械結構、成像技術、圖像處理四大成像模塊,從光機電算四個維度,建立起XMAGE影像系統的整個體系。

以光學系統為例,在華為Mate 50系列搭載的超光變攝像頭中,采用可變光圈的技術,在物理層面實現光圈十檔可調,帶來三個光學系統的技術突破

第一是工藝方面的突破。整個鏡頭模組采用高精度部件設計與組裝工藝,打造F1.4的物理大光圈。整體結構共23個精密部件,包含高精度的環形磁場微控馬達、物理的光圈葉片等創新原件,最大精度達到5-10μm的微米級水平。

第二是光量控制能力的突破。要實現可變光圈的技術方案,為不同光線環境匹配合適的進光量,進而帶來最佳的成像效果,為是光學系統的技術難點。為實現進光量的精確控制,華為首創高精度全流程標定檢測方案。經過20餘版的葉片設計與驗證,再加上一套高精度的驅動控制算法,讓6個金屬光圈葉片通過物理開合,實現10檔光圈變化的效果。

第三是美學設計方面的突破。高可靠美學設計是華為Mate系列的產品基因,華為首創葉片外觀一體化金屬鍍膜方案,葉片采用高模亮高強鋁新材料,進一步減輕結構重量,實現20倍的強度提升。

在此次華為Mate 50 RS 保時捷設計中,也引入3.2mm的超長機械行程馬達,並首次在業界采用雙鏡群內對焦架構設計,可以利用鏡群之間的移動對焦進行二次校準,進一步提升在微距模式下的光學解析力。

而在XMAGE影像風格上,華為也確立形成自己的色彩影像風格。華為建立的影像色彩研究團隊匯聚來自中國、芬蘭、日本、英國等分佈在世界各地的7大華為研究所專傢團隊,囊括藝術學、心理學、光學、色彩科學等8大研究領域,以330萬+華為新影像大賽用戶的投稿作品為樣本,建立起華為專屬的影像風格,其特點就是:真實感、沁潤感、通透感、呼吸感。

在色彩方面,華為還聯合清華大學藝術與科學研究中心色彩研究所,基於“色彩科學”體系理論基礎,提煉出XMAGE風格的色彩調性。在XMAGE原色基礎上,不改變物體的固有色、隻從飽和度、明度兩個維度進行調整,在保留照片內容的情況下,呈現出鮮艷和明快的調性,形成完整系統化的色彩調性體系。

北鬥衛星通信克服的技術挑戰

隨後會上還介紹華為Mate 50系列的北鬥衛星消息背後的故事,在今年7月,北鬥三號短報文通信功能逐漸成熟,在無通信網絡的情況下可以進行雙向信息的發生與接受。在技術研發階段,大眾智能手機想要支持北鬥衛星消息面臨著三大挑戰。

高損耗,華為是與北鬥三號系統的GEO衛星實現短報文通信的,而GEO衛星的單星覆蓋范圍很廣,能更好的進行抗遮蔽。但運行軌道高度大約在3.6萬公裡,而衛星越高,就意味著發射信號的傳輸損耗越大,地面發射的信號更加難以被衛星接受。

低功率,高軌衛星傳輸的信號損耗高,就需要地面設備的信號發射功率強,但手機輕薄的機身就決定其功率發射的器件必然很小。

低增益,相比常規衛星電話碩大的收發天線,手機天線設備的增益也就很低。

為解決這些技術難題,華為構建一套能滿足手機衛星通信需求的通信協議,其中包含全新的通信體制,協議棧和應用底層協議。首先面對硬件功率不足的問題,華為在Mate 50系列中開發包括高功率PA、低損耗射頻鏈路,以及收發方向圖一致的天線設計,有效提升手機長距離通信功率,減少手機與衛星之間通信的信號損耗。

而在算法層面,華為還設計全新的編解碼算法,引入高增益的Polar編碼方案,從而降低衛星通信傳輸過程中的幹擾和噪聲,提升信號解碼率。

在完成技術準備後,為驗證衛星通信技術的可用性,華為還建立起完整的測試、驗證的閉環。通過專門設計的UX尋星引導向模擬衛星發出信號,利用終端設備接受信號,建立一整套完整的北鬥三號端到端星地融合通信驗證系統。

從2019年12月立項,到2020年4月完成可行性分析,再到2021年2月完成實驗室聯接。經歷18個月的場外測試,31個省份,戈壁、沙漠、無人區等7大地貌環境的測試,最終將北鬥衛星消息功能呈現在大眾消費者面前。

同時華為還宣佈華為Mate Xs 2也將支持北鬥衛星消息功能,並與11月5日起正式開啟眾測。


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