手机拍图软件清晰为什么华为手机拍摄如此清晰，原来这些幕后工程师

用户投稿 2025年06月20日 04:24:01 16 0

为什么华为手机拍摄如此清晰，原来这些幕后工程师

2011年，我入职华为。大队培训时讲的“工匠精神”令我印象深刻，没想到，这个词贯穿了我此后的职业生涯。过去十年，我一直奋斗在对焦领域，这一路充满了酸甜苦辣，但身上始终有一股“劲”在激励着我不断前行。

勇于尝试，开启手机对焦业务

入职华为2012实验室后，我的经历并不是一帆风顺。

当时，即时通信软件风生水起，大家怀揣理想，也希望能够做出这种深受办公用户喜爱的即时通信软件。然而现实很骨感，我接手的第一个项目便夭折。三年时间里，眼见跟我同期入职的小伙伴们一个一个离开了，我也动摇过，但最终一股“不甘心”的劲将自己拉了回来。我还没做出让客户满意、让家人自豪的产品，不能就这样灰溜溜地走了。

恰逢2014年底，部门业务开始大幅调整，我被分到了媒体开发部对焦项目组，迎来了从零开始的机会。虽然大家可以说是该领域的“小白”，并不清楚对焦在手机相机中原理，更别提对焦相关的算法了；但其实大家又不算是一无所知，因为对比度对焦和双目对焦都离不开图像处理算法，而我们恰好都有图像处理的背景。

对焦，作为手机相机成片质量的基础，其重要性不言而喻。少了它，再美的风景也只能定格成一片模糊。人的眼睛是通过调整晶状体的弯曲程度来实现合焦，视物才变得清楚，而调整晶状体的达到清晰过程就是对焦。对焦不仅依赖于算法本身，还跟手机相机中许多器件相关，如“温度传感器”“陀螺仪”“防抖马达”等，对工程经验的要求很高。因此当时国内的手机厂商，几乎没有一家自研对焦算法，多数依赖国外大厂的技术，国内研究该领域的老师也是寥寥无几。

此时，部门果断砍掉了跟手机拍照不相关的业务，这让大家感受到了部门将专注做好手机拍照的决心。不仅如此，2014年9月华为Mate 7发售时，便以3000元以上的定价成功销售了超400万台，大家对手机拍照的前景也充满信心。

“创业”初期是艰难的。最开始，媒体开发部LM（资源线主管）熙总给大家画了一个“大饼”——对焦技术要做到业界第一。这么高的目标，实在有些天方夜谭，但大家两眼放光，像饥饿的狼群一样，渴望成功。熙总作为我们的带头大哥，在白板上给我们讲解原理、指导我们写代码。

关键时刻，终端Camera算法专家郭博和Kirin（华为麒麟芯片）解决方案软件开发部的副部长红军带队加入，三方齐心协力，组成了当年公司最强的对焦阵容。为了攻克模组对焦标定问题，郭博到模组厂、产线等现场攻关；为了保证软件的鲁棒性，红军亲自为我们操刀软件架构……

我来到新项目组的忐忑和不安逐渐消散，不再迟疑，大干一场吧！

你追我赶，手机对焦进入了一线

2015年，我们自主研发了对比度对焦算法和相位对焦、对比度对焦的混合对焦算法，有效改善了夜景场景图像模糊问题。2016年10月，经过一年多的摸索，我们不仅逐渐掌握了对焦的相关技术，还乘胜追击，自主研发了对比度对焦、激光对焦、双目深度对焦和相位对焦（外购算法）的四合一对焦系统，使对焦性能提升了30%以上。这一技术成为P9和Mate 9发布会的卖点特性，助力P9成为首款销量超千万的旗舰机型。我们跟竞品差距越来越小，这一小步，是关键技术突破的一大步。

为了超越竞争对手，我们将对焦系统进行了端到端的详细分解。首先从分析与对焦相关的器件如激光、马达和模组等开始，尽管我们在对焦算法方面取得了巨大进步，但在硬件方面仍有很多未知领域，因此，先要跟公司内外的硬件专家学习。半年多时间，我频繁往返于杭州和上海，与WeLink“网友”见面，有时会遇到尴尬的小插曲，有时心里充满了敬佩，有时会因共情小酌一杯……

为了准确识别和分析问题，我采用了“三现原则”，即亲自去了解现实情况、亲自去现场和亲自看实物、接触实物。有一次，为了分析对焦标定精度问题，我长途跋涉，前往模组厂进行现场分析。进入生产车间的过程非常繁琐，从细致的安检到全身武装的防护服穿戴，以及最后“风淋室”清洁，确保不带入一粒尘埃。这些动作很像我们分析问题的方法，都需要一丝不苟。这些现场交流的经历和获取的数据，为后面方案设计提供了宝贵的材料。

当时，外购的相位对焦算法在弱纹理和人脸场景精准度不够，导致部分场景存在图像轻微模糊的问题。2012实验室因此在对焦领域招聘了大量外籍专家，由于专家们未接触过华为手机交付，虽然他们的算法能力很强，但对问题并不是很清楚。为了尽快攻克该算法，2016年底，我担任项目经理，出差境外开启了为期两周的闭关研讨，将项目存在的问题和大家讲清楚，但这第一步却难倒了我。

在没有翻译的情况下，我只能逼迫自己如机械打字机一般，一个一个单词艰难往外“蹦”，当我找不到恰当词汇来表达时，会议室的白板充当了我的知心助手。好在孰能生巧，慢慢地，我这台“机械打字机”渐入佳境，需要在白板上写写画画的辅助内容也越来越少。这一转变让我深受触动，勇敢迈出第一步，就是成功的第一步。

随后，我和大家对齐了项目目标——相位对焦达到竞品水平，并制定开发计划。但在研讨方案时，他们的探讨内容从时域讲到频域的转换，从三角函数讲到傅里叶变换的应用，从双线性插值讲到熵的计算方法……此时我发现自己只能安静地做一个听众。尽管自己从事对焦开发工作超过一年了，但对这些领域还是有些陌生，随后几天，我也是在攻克数学公式中痛苦度过。

回杭州后，我立刻沉浸于当时记录的10页沉甸甸的笔记中，广泛查找相关论文，并努力学习数学公式。有时复杂得张牙舞爪的数学公式实在令人望而生畏，但我一想到国外老专家为了更好地跟我们交流，60多岁的他仍坚持每周参加1个小时的汉语补习班；还有一位知识渊博的国外专家，为了算法仿真，50多岁开始学习C++语言。这种活到老学到老的例子就在身边，我又有什么理由放弃呢？他们一直激励着我，提醒自己刨根问底、不可懈怠。

不知不觉，打印的论文已经堆叠成山，也正是这100多篇论文，让我深入理解了专家们的方案原理。接着，我带领同学们进行算法开发，过程中，大家有时会为某个公式的理解讨论得面红耳赤，有时会为某个函数的性能费尽心思，有时会为一行代码斤斤计较……正是大家的一丝不苟、精益求精，才有了后来手机对焦的荣耀。

经过一年多的努力，我们成功改善了痛点场景——弱纹理和人脸场景的对焦问题，精准度提升8%，对焦性能提升了20%以上，支撑了P20的发布会卖点“4D预测追焦功能”，更在三方测试中对焦媲美竞品，助力P20成为最强拍照手机。

破茧，手机对焦业界第一

2019年5月，A国制裁对手机拍照业务构成了巨大的冲击。首先，对焦强依赖于器件的精度，而此时国产化的马达和驱动等精度略差于对手，对焦竞争力不足的问题就凸显出来了，迫切需要算法升级来弥补硬件问题；其次，对焦算法经历多年的迭代，代码量从开始的几千行增加到十几万行，模块间的耦合度高、补丁多，新入职的同事很难在短时间内读懂代码；最后，人才流失严重，过去的长期集中交付带来的压力和对创新的忽略，让组内的同学流失较大，当年对焦组里的“琅琊山五壮士”只剩下了三壮士。因此，算法创新势在必行。

旧算法虽然和亲儿子一样难以割舍，但其中的问题我们都非常清楚，再不发生质的改变就可能夭折。此外，外部制裁也给了产品交付一个喘息的时机，大家反而有思考的时间了。痛定思痛，我们决定进行算法创新，这一想法得到了LM敏姐的大力支持，同时也给我们提出了宝贵的意见：大胆创新需要“科学”的理论指导。

获得“科学”的理论，那就需要严谨的数学公式。基于前期积累的数学功底和大家不断的公式推导，我们得到了视差、模糊以及马达位置等一系列数学公式，这也成为我们后续成功的关键。

2020年6月，我带领小伙伴再次踏上了一条突破之旅。我们的目标是通过算法从0到1的突破，构建极简架构，实现对焦准确度和对焦速度超越传统算法，对焦超越竞品。

既要招人，又要保交付，还要创新。虽然前途有很多不确定性，但是敏姐给了极大支持，不仅支持团队招人，还给我们配置了一名资深的SE，让我们信心十足。就这样一边招人，一边喝咖啡吸收宇宙的AI能量，一边啃论文，大家逐渐找到了感觉。经过一年多的努力，团队也迅速扩容，从原来3人壮大到了7人，走上了正轨。新人辈出，虽然挑战重重，但大家勇于探索，且编程能力很强。在我和SE两个“老人”的指导下，实现了80%的场景超越传统算法，大家非常兴奋，一度认为胜利就在眼前。

但未曾想，剩下的20%成了我们的梦魇。数据鲁棒性不足，标签准确性难以评测，网络的可解释性也很差……经过3个月尝试，更多是失败的结果，团队信心大受打击，甚至开始质疑是不是这条路走不通。因为这条路业界没人走过，大家心存疑虑，但前面验证的“科学”理论又让我坚信，这条路是可以走通的。

坚持的过程犹如浪里行船，中午吃饭，晚上睡觉，这些梦魇反复萦绕在我的脑海中。“长尾效应”“图像模糊评测”“消融实验”……越想越是一团浆糊，我喝咖啡越来越频繁，收益却越来越少。看来对焦领域专项后面的路，还是得靠我们自己解决。无路可走时，我们静下心来，不断尝试。有时，大家为某个观点争论得面红耳赤；有时，大家为某个迸发的火花热烈鼓掌；有时，大家为某个观点废寝忘食……经过长时间尝试，最终通过回归图像模糊的第一性原理解决了这一复杂问题，这再次证明了基础理论的重要性。从基础出发的视角不仅简化了解决方案，还深刻地揭示了问题的本质。

人生路上，有了坚持不一定成功，但若是没有坚持，就注定会失败。虽然对焦效果超越了传统算法，但制裁导致产品对功耗非常看重。新的对焦算法想要落地产品，既要效果好，又要功耗低。当时我跟组内小伙伴信心十足地去上海给产品侧汇报，结果领导只问功耗如何，我们答：“增加了8mA（毫安）。”两分钟不到，汇报结束。这让我们感到失落，当晚大家一起聚餐互相鼓劲，第二天回杭州继续奋战。

为了不打击小伙伴们的积极性，我没提汇报的事情。面对团队，我提出了新的攻关目标，性能优化，功耗不能增加1mA。在这毫无硝烟的战场，战略非常重要，为了让小伙们有章法，我找到了终端硬工Camera算法平台技术部的专家栋哥寻求支持，我们的算法一旦落地，能使相机“抓拍”的成片率提升20%以上。这样的效果打动了栋哥，他答应联合开发，并派遣组内大将当时的PL常思雨给我们把脉。

思雨很快给我们列出了优化清单，网络架构优化、量化和硬件亲和算子开发等。紧接着，通过“神经网络结构搜索”“知识蒸馏”“遗传算法”等优化网络结构，眼看着性能逐步的提升，大家热情高涨。首战功耗降低了20%，但离目标还有一定距离，为了结合华为手机图像处理芯片的网络架构，我们跟kirin AI算法与解决方案的专家合作，设计了亲和硬件的算子，又过了两个月，最终达成目标功耗降低了50%，智能对焦算法正式在Mate 50产品上落了地，不仅达成了“抓拍”的目标，而且第三方评测机构（DXO）拍照对焦评分首次超越竞品，引领智能对焦的新篇章。

两年多的时间，正是这股“劲”支撑我们不断坚持，实现了算法的创新。鲜花的背后，是无数次失败的积累，是大家执着的汗水。

随后两年，我们持续创新和突破，将众多不可能变成了可能：为了持续降低功耗，我们跟兄弟部门合作实现了硬件亲和的网络架构，功耗降低到传统算法的50%；为了提升效率，我们建立了通用可迁移的网络架构，模型训练的性能提升了3倍；为了极致用户体验，我们实现了全焦段、视频和拍照统一极简AI架构，代码大幅度精简，第三方评测机构（DXO）拍照对焦评分大幅度超越竞品。与此同时，团队的力量也在不断壮大，梯队建设日益完善，成员规模从最初的3人扩展至如今的11人。

我把这股“劲”归纳为“工匠精神”，这也是我们做技术的人不断追求的精神。过去已成为历史，希望在新的起点上，和同学们继续坚持“工匠精神”，并肩作战，将手机拍照做成用户满意、家人自豪的产品。

一台胶片感十足的手机相机，vivo S30 Pro mini影像表现出色

真正的影像高手，懂得用镜头翻译不可言说的氛围。vivo S30 Pro mini将环境情绪编码为视觉语言，负片滤镜的温暖叙事，蓝调影调的静谧张力，正片模式的自然呼吸。如果说现代手机影像的趋势是追求清晰与真实，那vivo S30 Pro mini则更进一步，在真实基础上叠加“氛围感”与“电影感”，让每一张照片都有故事。

这款手机搭载了5000万像素的索尼IMX921大底主摄，以及同样为5000万像素的IMX882潜望长焦镜头，组成了一个强大的双旗舰影像系统。在日常拍摄中，无论是清晨微光还是夜色朦胧，画面依然清晰明亮，细节充沛。尤其是长焦拍摄部分，即便拉至10倍，也没有明显的画质损失，这点非常打动我。

此外，S30 Pro mini的“胶片感Live照片”也让我眼前一亮。经典负片滤镜让照片自带温暖感，像是用老式相机拍下的街角时光。经典正片和清透蓝调则分别适用于自然风景和清新生活记录，不管选择哪种风格，照片都能瞬间拥有独特的视觉情绪。这次S30 Pro mini的核心卖点之一是希区柯克变焦实况功能。轻轻推移机位，就拍出了“主角定格、背景流动”的震撼实况动图。这种动感处理几乎是我第一次在手机里体验到，操作简单却有极强的视觉冲击力，哪怕不会剪辑也能轻松拍出短视频大片。