在雙鏡頭年代,你的手機鏡頭已經不再是鏡頭

相機元件廠商未來將面對巨大的挑戰。以往只提供硬體平台的他們,將要進一步提更完善的相機算法方案,更可能要與手機晶片製造商合作,把計算能力和影像計算整合,並為未來的手機元件產業帶來更大的衝擊。
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本文來自 合作媒體愛范兒 ,INSIDE 授權轉載

正如不少媒體所預料,iPhone 7 Plus 進入了雙鏡頭的時代。

雖然說 iPhone 絕不是第一個使用雙鏡頭的手機,但蘋果甚少採用最前沿的技術,但往往會把還未能量產、或成本太高的新技術,透過大量生產的方式來降低售價,這些零件才能得以普及,促使整個產業跟進。

同樣地,iPhone 7 絕不是第一個採用雙鏡頭設計的手機 ,但考慮到 iPhone 的影響力,或許手機的雙鏡頭年代即將開始。

手機鏡頭的死胡同

為什麼手機要用雙鏡頭?關鍵在於手機照相能力已到了盡頭。

手機作為一個大眾化的消費級產品,一直都處於照相能力的軍備競賽之中。最初手機照相能力之爭,重點在於分辨率:由 60 萬、200 萬、500 萬、800 萬一直鬥到千萬級以上,非要把手機的畫面放大到「毛根」的階段,業界才發現手機 CMOS 的尺寸與分辨率已經去到難以共存的地步。

然後,產業之間開始不斷的增加鏡片數目、也不斷的增大鏡頭光圈、不斷的增大 CMOS 面積、不斷的加入光學防抖等零部件,直至連 iPhone 也有一個醜得不能再醜的凸出鏡頭(下圖),直至連 iPhone 也要為加入光學防抖而砍掉 3.5mm 耳機,大眾才開始留意到:手機內部已經難以單純透過硬體來提升成像能力。

更重要的是:手機廠商值得為了提升相機的成像能力而作進一步的犧牲嗎?在經濟學上有一個邊際效用遞減定律 (Law of diminishing marginal utility),指的當消費者會增加一個單位產品所取得的額外效用,會隨著數量的增加而下降,直至邊際效用達到負值時(即每增加一單位產品,效用反而減少),消費者將不會喜愛該產品。

手機鏡頭的邊際效用定律

同樣地,手機鏡頭的性能增長,也受到邊際效用遞減定律所限制。在手機鏡頭發展的初期,手機的拍攝質素實在太爛,所以我們可以每一次增加分辨率、每一次增加新的鏡片、每一次加大鏡頭和感光元件,都會帶來使用者在拍攝體驗上的成長。

但是,成像能力到了 iPhone 5s 開始進入死胡同。

當時就有不少評測者,開始把 iPhone 5s 與專業級的單鏡反光相機 (DSLR) 相比;但這絕不是指 iPhone 5s 的真的達到專業級相機的水平,而是指一般使用者開始不太在意手機與專業級相機照片的細微差距 ── 儘管對於攝影愛好者來說,差別是巨大的。後來,華為偷偷的把佳能相機的照片,偷偷扮成是旗下手機拍攝的照片(下圖),就已經反映了就連廠商也覺得普通使用者根本也不在意,所以才敢指鹿為馬。

當普通使用者已經不再重視那些「細微」的成像提升,但手機公司為了與對手競爭,仍然肆意的把相機元件提升, 直至 iPhone 6 那個醜陋的「凸鏡頭」後,導致怨聲四起,業界才開始留意到:手機的空間已經不容我們無限量增加提升成像能力

當年使用者會被 iPhone 5s 的鏡頭所打動,但很難再為 iPhone 6s 的鏡頭而心動。同樣地,我們不是說單鏡頭不能再繼續提升, 但改良鏡頭時所付出愈來愈多的成本、在機身裡所作出愈來愈多的妥協,只能換來攝影愛好者的讚美,但對於一般消費者來說,卻是愈來愈微不足道

故此,廠商必須在最小的犧牲下,為使用者帶來最新的價值。所以,雙鏡頭就應運而生了。

手機鏡頭作為感應器

雙鏡頭的重要性在哪裡?因為它拍出來的不光是「成像」,而是「數據」。

請不要光是把「相機」視作為「相機」,要把它視作為「感應器」,就知道它的潛力所在 ── 有了相機,你可以把平板當成掃描器 (Scanner);也可以把平板當成是擴增實境 (Augmented Reality) 的螢幕。

事實上自手機進入智慧化時代開始,開發者就不斷為手機鏡頭加入「拍照」以外的新功能 : Scanner Pro 會把手機鏡頭當作掃描器 (Scanner),許多軟體也大量把手機鏡頭當成二維碼掃描器,甚至用作行動支付之用;也有程式能把鏡頭用作測距,或是把鏡頭作為 AR 運用。

儘管照相機進入數位化已經有不短的日子,但一直以來手機廠商重視的是「成像」不是「數據」,所以大家的關注點仍然是「光學」。直至 HDR (High Dynamic Range) 流行後,手機廠商才開始採用多重照片合成,來改善相片品質。

蘋果在 2011 年的 iPhone 4s 開始,在 SONY 的 CMOS 以外再自行研發自家的圖像訊號處理器 (ISP, Image Signal Processor),在 iPhone 5s 發佈會中,蘋果展示 iPhone 如何在一次的拍攝中生成海量的照片,再合成最好的照片(下圖)。當中的每一次光學成像,在處理器中已經不再是單純的光學影像,而是數據和算法。

同樣地,雙鏡頭的重要性並不是因為它有雙鏡頭。

單純從硬體來看,雙鏡頭拍出來的成像,極其量就是兩張不同像素的照片,單獨看起來意義不大。但如何發揮雙鏡頭的優勢,關鍵已經不單單是光學,而是合成算法 ── 蘋果近年雖然在人工智慧上默默無聞,但實際上他們早就對此深度研發;剛好在 iPhone 7 的發佈會上,蘋果高層 Phil Schiller 指出,他們在 iPhone 7 的鏡頭裡大量使用機器學習 (Machine Learning)(下圖)。

簡言之,未來手機鏡頭將會步入新的時代:影像算法和人工智慧。

雙鏡頭的「感應器」作用

目前的消費級設備上的雙鏡頭運算,主要以兩種方式為主,一是雙目「疊加」,二是雙目「視差」。

手機的雙鏡頭運算,目前主要以「疊加」來增強攝影功能。HTC One 和 iPhone 7 一樣,均以雙鏡頭為手段,讓手機在沒有變得更厚的情況下,把兩個影像數據對比,然後進行像素疊加,借此達至無損/低損的數碼變焦功能。

而華為在雙鏡頭的處理則有點不同:它們以一個黑白、一個彩色的鏡頭組合,利用黑白感應器有更佳光線感應能力的優勢,再把彩色鏡頭的色彩訊息疊加,借此取得更好的低光拍攝能力。不過,兩者都可以把不同焦距的效果疊加,然後讓使用者能在後期調整景深。

相反,目前不少非手機設備的雙鏡頭運算,卻是以「視差」來測距,借此進行 3D 建模。目前的體感遊戲設備、VR 設備、以致無人機和無人駕駛汽車的自動避障功能,均過雙鏡頭攝影機透過鏡頭之間的距離,使影像出現「視差」,然後再把兩個不同的影像數據對比,用三角算法計算出鏡頭與對像之間的距離(下圖),並即時繪畫立體影像,借此渲染虛擬影像、或計劃安全的行駛路線。

然而,由於 VR/AR 技術、以及自動避障技術愈來愈流行,導致早前不少媒體誤以為 iPhone 為首的雙鏡頭陣營,將會把手機帶到 VR 世界裡。

問題是「雙目疊加」和「雙目視差」的設備,在目前的科技下仍然是個矛盾命題:雙鏡頭的兩個影像的差距愈少愈好,系統才能更準確的把影像無瑕疊加,故此,兩個鏡頭必須盡量靠攏在一起;但 VR/AR 所用的雙目視差,兩個影像必須有夠差距,兩者之間的夾角才能增加,運算精度才能提高,所以兩個鏡頭之間的距離必須愈遠愈好。

除了是雙鏡頭距離之間的矛盾之外,目前使用雙目視差來進行 3D 建模,所需要的計算能力遠遠比影像疊加要高。大疆 Phantom 4 就以專門的 FPGA 來進行雙目運算,而 HTC Vive 更需要高端桌面電腦來能推動,而坊間大部份的無人駕駛汽車也要使用「核彈頭」級別的專門圖像處理器來計算。但以目前手機晶片的處理速度和手機的續航力來說,根本不足以進行 3D 建模。

簡言之,iPhone 在短期內,不可能透過雙鏡頭做到任何與 VR/AR 有關的事。

但是這代表蘋果「未來」真的不可能透過相機頭加入 VR/AR 陣營嗎?我們並不知道。但是,蘋果 CEO 庫克對 VR 和 AR 兩者,他們更重視的是 AR。而 AR 正是需要大量使用鏡頭作感應器的交互方式。

也許 iPhone 在今天的水平仍然不足以在 AR 做些什麼事,但蘋果在 iPhone 7 上開始,累積雙鏡頭的算法,等候幾年後的硬體爆發時,就可能是時候了。

手機攝影將會進入新時代

雖然如此,也許目前的科技未能協調兩者的矛盾,但在雙鏡頭的帶領下,未來手機攝影仍然不可避免的進入「智慧」、甚至是「電腦視覺」的時代。

製造手機的時代已經改變,手機廠商將很難光以強大的供應鏈能力,以採購元件和把開源系統稍稍改進,就能推出手機。所以,沒有算法和人工智慧技術的廠商,將會愈來愈吃虧。

蘋果也是一樣。iPhone 7 Plus 的虛化效果比起先前引入雙鏡頭的手機廠商來說還不錯,但從攝影師的角度去看,這些照片(下圖)距離相機還是有很長的距離。而且與通過光學效果實現虛化相比,蘋果在現階段的數位算法還不能達到這個水平。

很明顯,蘋果在這方面還有很長很長的路要走。

同樣地,相機元件廠商未來也要面對巨大的挑戰。以往只提供硬體平台的他們,將要進一步提更完善的相機算法方案,更可能要與手機晶片製造商合作,把計算能力和影像計算整合,並為未來的手機元件產業帶來更大的衝擊,就例如高通 (Qualcomm) 就準備好雙鏡頭模組方案,手機廠準備打開錢包買新組件吧。

且讓我們拭目以待,這一次的雙鏡頭革命會如何改變手機生態吧。


電子病歷上雲法規正式上路!Epic Cloud帶醫療業齊聚上雲

新版電子病歷法規已由衛福部正式公告上路,未來醫療機構數位化時面臨的各種專業需求,都能從專業雲服務商 Epic Cloud 聚上雲和 Google Cloud 團隊得到專業的技術支持,讓醫療產業放心又安心。
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Photo Credit:聚上雲
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新版電子病歷上雲法規已正式上路!「新版醫療機構電子病歷製作及管理辦法」於今年 7 月 18 日由衛福部公告,將開放醫療院所委外建置電子病歷資訊系統,並可以使用雲端服務來處理電子病歷資料,同時建置電子病歷交換平臺,全面推動無紙化。衛福部接下來將開放雲端服務業者申請審核,審核條件參考國際醫療資料交換標準,納入 FHIR 互通認證,以及歐盟個資法 GDPR 之相關規範,審核後公布合格業者白名單,並滾動式調整監管約束。

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衛福部公告之修正「醫療機構電子病歷製作及管理辦法」。

Epic Cloud 聚上雲團隊,針對本次新法規上路,整理以下要點

服務委外的部分,允許醫療院所委託大專院校、法人、機構或團體建置和管理電子病歷資訊系統,並簽訂書面契約,明訂委託事項範圍、受託機構的權利義務,以及標準作業機制、資安保障機制等。但有以下3種例外情況,雙方可不必簽訂契約,分別是受託機構為所屬醫療法人或其他法人附設醫院、所屬學校之其他醫院,或是所屬機關設立的其他醫院。

關於使用雲端服務,規範要求醫療機構使用雲端服務,或是委託受託機構提供雲端服務時,必須採取風險管控措施、避免業務中斷,並要監督雲端業者,更需具備資料移轉機制──也就是當雲端服務停止或終止時,得將資料移轉回委託機構或其他雲端服務業者。

至於電子病歷交換平臺的建置,則需由經主管機關認可的公私立機構設置電子病歷交換平臺,促進跨機構的資料交換。在無紙化的努力上,允許醫院將同意書、院內紙本病歷,以及與電子病歷並存的相關文件,以電子方式轉錄、蓋電子簽章封存,即視為電子病歷。

針對電子病歷上雲,衛福部指出三大目的:醫療 AI、資安、遠距醫療

在近三年來,衛福部多次公開宣告電子病歷上雲目的,譬如在推動醫療AI發展的路上,開放上雲是不可避免的,否則發展將會受限。另外,許多小型的醫療院所並沒有配置IT人員來處理電子病歷相關系統,選擇交由雲端業者代管,則可透過業者專業的資安機制來增強系統的資安。

衛福部常務次長石崇良亦指出,讓電子病歷上雲,是實現遠距醫療法規修正的起點。衛衛福部希望在今(2022)年底前,完成通訊診察治療辦法的修改,以放寬遠距醫療的適用範圍、適用身分和使用情境,同時簡化相關行政流程。

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台灣醫療照護業・上雲絕佳選擇:Google Cloud +  Epic Cloud 聚上雲

隨著醫療機構數位化程度提高,醫療從業人員日漸輔以科技來下診斷、開藥和管理病歷,持續提升數位醫療平台的品質和穩定性,成了各家醫療院所的必要任務。根據 Google 調查,醫師普遍認為解決資料相容性、迅速且精準存取完整的醫療紀錄是最重要的,同時,這也為提供個人化照護帶來助益。

針對醫療產業如何在數位轉型的同時,兼顧資訊安全、病患隱私與政府法規,Google Cloud 提供了完備的解決方案與架構,以滿足上述需求。除此之外,Google Cloud 亦回應衛福部推動電子病歷上雲的三大目的,並提出相對應的解決方案:

  1. 醫療 AI:提到人工智慧技術,Google 是目前該領域的領先者。在「大數據」技術普及之前,Google 早已透過搜尋引擎服務處理大量使用者的瀏覽行為。另外,Google 自建機房、資料儲存與分析方法,則持續從這些資料原油中,以強大的資料科學和運算專業,提煉出真正具有商業價值的資訊。其中,Google Cloud 的大數據分析利器──BigQuery,可快速分析巨量資料,減輕醫療院所資料管理的負擔;而 ML(機器學習)的功能,則可協助醫師做出更精準的診斷與治療。簡言之,Google 在 AI/ML 和資料運算的領先地位,可以協助醫療產業的 AI 應用就如同站在巨人的肩膀上,迎來易用且快速的數位轉型。

  2. 資安:Google Cloud 的安全性模型、全球規模基礎架構,以及獨有的創新技術,可協助確保病患的資料安全無虞,且符合法規要求。其中包含了值得信賴的雲端基礎架構、預設即加密靜態和傳輸中的資料、Cloud 法規遵循、資料隱私權及資訊公開等。

  3. 遠距醫療:有別於其他公有雲業者,Google Cloud 是目前唯一在台灣擁有落地資料中心的廠商,使用戶在使用 Google Cloud 的各式服務時,能更快速地存取所需資源。另外,Google 也是少數完全自行架設網路海纜的業者,遍佈世界各地的纜線對於需要低延遲、高可用性的遠距醫療平台而言,可謂一大利多。

除此之外,醫療用資訊系統還必須具備高容錯度,能承受各種突發的高流量,因此需要伸縮能力高的軟體架構,才能持續穩定運行。另一方面,醫療從業者時常需查詢各種跨系統的檢驗報告,若能將系統程式以微服務的方式,分成許多小元件服務後再加以整合,將會更有利於管理,也能隨插即用。

為了將醫療資訊系統遷移到穩定、彈性的雲地混合和跨雲環境,Google Cloud 的另一項優勢即為 Anthos+ Kubernetes 平台,可協助醫療產業簡化微服務部署、管理、測試和監控的IT工作。基於 Anthos 能自動安裝 Kubernetes 的最新修補程式(含系統更新或程式錯誤修正),客戶的資訊團隊得以輕鬆應用 Kubernetes 的高穩定性和高伸縮度,且無需擔心系統管理的問題。

在台灣,您可以即時聯絡到專業雲服務商 Epic Cloud 聚上雲和 Google Cloud 團隊,並得到專業的技術支持,讓醫療產業放心又安心。

Photo Credit:聚上雲

針對上述提到 Google Cloud 在醫療產業所提出的相關解決方案及優勢,您可以參考下列內容和連結:


關於 Epic Cloud 聚上雲 

Epic Cloud 聚上雲,以雲端驅動企業數位轉型的專業團隊,提供「雲地整合」、「雲服務」、「雲應用」的顧問諮詢和軟體開發解決方案,並運用 Google Cloud 與 Amazon Web Service (AWS)的「大數據分析」和「機器學習」之服務,陪伴企業實現數位領先,是 Google Cloud 與 AWS 在台協助企業成功上雲的強大推手。 Epic Cloud 聚上雲團隊擁有 50 張以上的專業技術認證,涵蓋 Google Cloud、AWS、SAP、HubSpot、Infobip、Asana、Delinea、HelloSign 等專業顧問服務認證。

本文章內容由「聚上雲」提供,經關鍵評論網媒體集團廣編企劃編審。