深度解讀華為Mate50系列 XMAGE影像技術(shù)與北斗衛(wèi)星通信的研發(fā)故事

日前，HDC2022華為開發(fā)者大會正在召開，在大會期間華為舉辦了“華為手機創(chuàng)新技術(shù)媒體溝通會”，在溝通會上，華為終端BG手機產(chǎn)品線副總裁李小龍對華為Mate 50系列上搭載的XMAGE影像技術(shù)和北斗衛(wèi)星短消息功能，進行技術(shù)上的深度解讀與研發(fā)時的故事分享。

華為影像XMAGE三大技術(shù)突破 影像色彩自成一派

今年7月份，華為正式宣布推出自有影像品牌XMAGE，在影像技術(shù)、風(fēng)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(tǒng)，現(xiàn)實了多項技術(shù)突破。

XMAGE聚焦光學(xué)系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)、成像技術(shù)、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(tǒng)的整個體系。

以光學(xué)系統(tǒng)為例，在華為Mate 50系列搭載的超光變攝像頭中，采用了可變光圈的技術(shù)，在物理層面實現(xiàn)光圈十檔可調(diào)，帶來三個光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)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(shè)計與組裝工藝，打造了F1.4的物理大光圈。整體結(jié)構(gòu)共23個精密部件，包含高精度的環(huán)形磁場微控馬達、物理的光圈葉片等創(chuàng)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(xiàn)可變光圈的技術(shù)方案，為不同光線環(huán)境匹配合適的進光量，進而帶來最佳的成像效果，為是光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)難點。

為了實現(xiàn)進光量的精確控制，華為首創(chuàng)了高精度全流程標(biāo)定檢測方案。經(jīng)過20余版的葉片設(shè)計與驗證，再加上一套高精度的驅(qū)動控制算法，讓6個金屬光圈葉片通過物理開合，實現(xiàn)10檔光圈變化的效果。

第三是美學(xué)設(shè)計方面的突破。高可靠美學(xué)設(shè)計是華為Mate系列的產(chǎn)品基因，華為首創(chuàng)了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(jié)構(gòu)重量，實現(xiàn)20倍的強度提升。

在此次華為Mate 50 RS 保時捷設(shè)計中，也引入了3.2mm的超長機械行程馬達，并首次在業(yè)界采用雙鏡群內(nèi)對焦架構(gòu)設(shè)計，可以利用鏡群之間的移動對焦進行二次校準(zhǔn)，進一步提升在微距模式下的光學(xué)解析力。

而在XMAGE影像風(fēng)格上，華為也確立形成了自己的色彩影像風(fēng)格。

華為建立的影像色彩研究團隊匯聚了來自中國、芬蘭、日本、英國等分布在世界各地的7大華為研究所專家團隊，囊括了藝術(shù)學(xué)、心理學(xué)、光學(xué)、色彩科學(xué)等8大研究領(lǐng)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(fēng)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(lián)合清華大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)研究中心色彩研究所，基于“色彩科學(xué)”體系理論基礎(chǔ)，提煉出XMAGE風(fēng)格的色彩調(diào)性。

在XMAGE原色基礎(chǔ)上，不改變物體的固有色、只從飽和度、明度兩個維度進行調(diào)整，在保留照片內(nèi)容的情況下，呈現(xiàn)出鮮艷和明快的調(diào)性，形成完整系統(tǒng)化的色彩調(diào)性體系。

北斗衛(wèi)星通信克服的技術(shù)挑戰(zhàn)

隨后會上還介紹了華為Mate 50系列的北斗衛(wèi)星消息背后的故事，在今年7月，北斗三號短報文通信功能逐漸成熟，在無通信網(wǎng)絡(luò)的情況下可以進行雙向信息的發(fā)生與接受。

在技術(shù)研發(fā)階段，大眾智能手機想要支持北斗衛(wèi)星消息面臨著三大挑戰(zhàn)。

高損耗，華為是與北斗三號系統(tǒng)的GEO衛(wèi)星實現(xiàn)短報文通信的，而GEO衛(wèi)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3.6萬公里，而衛(wèi)星越高，就意味著發(fā)射信號的傳輸損耗越大，地面發(fā)射的信號更加難以被衛(wèi)星接受。

低功率，高軌衛(wèi)星傳輸?shù)男盘枔p耗高，就需要地面設(shè)備的信號發(fā)射功率強，但手機輕薄的機身就決定了其功率發(fā)射的器件必然很小。

低增益，相比常規(guī)衛(wèi)星電話碩大的收發(fā)天線，手機天線設(shè)備的增益也就很低。

為了解決這些技術(shù)難題，華為構(gòu)建了一套能滿足手機衛(wèi)星通信需求的通信協(xié)議，其中包含了全新的通信體制，協(xié)議棧和應(yīng)用底層協(xié)議。

首先面對硬件功率不足的問題，華為在Mate 50系列中開發(fā)了包括高功率PA、低損耗射頻鏈路，以及收發(fā)方向圖一致的天線設(shè)計，有效提升手機長距離通信功率，減少手機與衛(wèi)星之間通信的信號損耗。

而在算法層面，華為還設(shè)計了全新的編解碼算法，引入高增益的Polar編碼方案，從而降低衛(wèi)星通信傳輸過程中的干擾和噪聲，提升信號解碼率。

在完成了技術(shù)準(zhǔn)備后，為了驗證衛(wèi)星通信技術(shù)的可用性，華為還建立起了完整的測試、驗證的閉環(huán)。

通過專門設(shè)計的UX尋星引導(dǎo)向模擬衛(wèi)星發(fā)出信號，利用終端設(shè)備接受信號，建立了一整套完整的北斗三號端到端星地融合通信驗證系統(tǒng)。

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(lián)接。經(jīng)歷了18個月的場外測試，31個省份，戈壁、沙漠、無人區(qū)等7大地貌環(huán)境的測試，最終將北斗衛(wèi)星消息功能呈現(xiàn)在了大眾消費者面前。

同時華為還宣布華為Mate Xs 2也將支持北斗衛(wèi)星消息功能，并與11月5日起正式開啟眾測。

標(biāo)簽： 研發(fā)故事 XMAGE影像技術(shù) 北斗衛(wèi)星通信的研發(fā)故事 超光變攝像頭中