谷歌又买算法送手机了，最新方法让背景虚化细节到头发丝

　　当真是买算法送手机！这不，谷歌又给＂亲儿子＂Pixel 6 塞福利了，让手机抠图也能细节到头发丝。看这效果，原本模糊的头发轮廓，咻地一下，就变成了纤毫毕现的样子！
　　连发丝之间的缝隙也能精准抠到。
　　这样一来，就避免了使用人像模式拍照时人物与虚化背景割裂的情况 ，让人物照片的纵深感更加逼真。四舍五入一下，这不就是手握单反拍照？Alpha 遮罩 + 监督学习
　　在介绍最新的方法之前，先来了解一下过去手机的人像模式拍照到底是怎么实现的。传统方法是使用二进制将图像分割，然后对分离出的背景进行虚化，在视觉上产生一种纵深感，由此也就能更加突出人物主体了。
　　虽然带来的视觉效果非常明显，但是在细节上的表现还不够强大。由此，谷歌将常用于电影制作和摄影修图的 Alpha 遮罩搬到了手机上，提出了一个全新的神经网络，名叫＂Portrait matting＂ 。
　　其中，主干网络是 MobileNetV3。这是一个轻量级网络，特点是参数少、计算量小、推理时间短 ，在 OCR、YOLO v3 等任务上非常常见，具体结构长这样：
　　在推理时，Portrait matting 首先将 RGB 图像和低分辨率的 Alpha 遮罩作为输入，用 MobileNetV3 来预测分辨率更高的 Alpha 遮罩。然后再利用一个浅层网络和一系列残差块，来进一步提升 Alpha 遮罩的精细度。
　　其中，这个浅层网络更加依赖于低层特征，由此可以得到高分辨率的结构特征，从而预测出每个像素的 Alpha 透明度。
　　通过这种方式，模型能够细化初始输入时的 Alpha 遮罩，也就实现了如上细节到头发丝的抠图效果。谷歌表示，神经网络 Portrait matting 可以使用 Tensorflow Lite 在 Pixel 6 上运行 。
　　此外，考虑到使用 Alpha 遮罩抠图时，背光太强往往会导致细节处理不好。谷歌使用了体积视频捕捉方案 The Relightables 来生成高质量的数据集。
　　这是谷歌在 2019 年提出的一个系统，由一个球形笼子组成，装有 331 个可编程 LED 灯和大约 100 个用于捕获体积视频的摄像机。相比于一般的数据集，这种方法可以让人物主体的光照情况与背景相匹配，由此也就能呈现更为逼真的效果。
　　而且这种方法还能满足人像被放置在不同场景中时，光线变化的需求。
　　值得一提的，谷歌还在这一方法中使用了监督学习的策略。这是因为神经网络在抠图上的准确度和泛化能力还有待提升，而纯人工标注的工作量又太大了。
　　所以，研究人员利用标记好的数据集来训练神经网络，从而大量数据中来提高模型泛化能力。
　　One More Thing
　　用算法来优化摄影效果，其实是谷歌的传统艺能了。比如 Pixel 4 中，就使用算法来拍摄星空。
　　HDR + 算法更不必说，曾经引发过大众热议。
　　这一功能可以在相机启动时、没有按快门的情况下连续捕捉图像，并且会缓存最近保存的 9 张。这些照片将会与按下快门后的图像一并处理，最终得到一张最优的图像。
　　同时它还能让 Pixel 在夜间模式下拍照时，不用像其他手机那样长时间停留。由于提升摄影效果不靠硬件，谷歌也将这些功能整合到一个 App 上，适用于各种安卓手机。感兴趣的小伙伴，可以去试玩看看 or 分享自己的体验~
　　参考链接：
　　https://ai.googleblog.com/2022/01/accurate-alpha-matting-for-portrait.html