Bevor Smartphones gemessen wurden? Kerne, Megapixel, Gigahertz. Jetzt ist technologisch alles so schnell vorangekommen, dass jeder optimale Werte für diese Indikatoren hat, und was er versucht, über die Norm hinauszuschieben, ist nur ein Marketingtrick.
Jetzt gibt es jedoch eine Position, an der sich Smartphones als cooler herausstellen - dies ist künstliche Intelligenz.
Denken Sie an die modernen Werbeslogans: "Prozessor mit einem Neuromodul", "Kamera mit KI", "intelligente Algorithmen" und andere "magische" Sätze, die uns dazu bringen, ein neues Gerät zu kaufen.
Aber wie funktioniert es und vor allem, wozu dient künstliche Intelligenz?
Wie ist AI auf ein Smartphone gekommen?
Ein gewöhnliches Programm löst ein Problem gemäß einem bestimmten Algorithmus, der von einer Person geschrieben wurde. Und wenn es viele solcher Aufgaben gibt oder wenn sich die anfänglichen Daten und Bedingungen ständig ändern? Eine Person kann nicht Tonnen von Informationen verarbeiten und Tausende von Algorithmen schreiben. Also lass es die seelenlose Maschine tun!
Die Hauptsache ist, es richtig einzurichten, und dann wird es selbst nach der optimalen Lösung suchen. So erschienen künstliche Intelligenz und ihr maschinelles Lernen. Einer der Algorithmen für maschinelles Lernen sind neuronale Netze, von denen Sie wahrscheinlich schon gehört haben.
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Wir verwenden AI schon lange in unserem Smartphone. Eine Route unter Berücksichtigung von Staus planen, zwischen Fotos in der "Cloud" nach Katzen suchen, mit einem Sprachassistenten kommunizieren - all dies wäre ohne intelligente Algorithmen nicht möglich. Diese Aufgaben werden remote gelöst: Die Anforderung wird an den Server gesendet, verarbeitet und die Antwort wird zurückgegeben.
Warum nicht KI direkt in das Smartphone stecken? Er hat schon viel "out of the box" gelernt, er lernt ständig bei uns. Die Kapazitäten moderner Geräte ermöglichen. Wir bekommen sofort zwei Vorteile:
- Es ist schnell: Sie müssen keine Zeit und keinen Datenverkehr für die Datenübertragung verschwenden.
- Es ist sicher: Alle Daten werden im Smartphone gespeichert. Sie geben sie nicht an Dienste von Drittanbietern weiter.
Die Hersteller haben sogar eine separate Einheit für AI innerhalb des mobilen Prozessors zugewiesen - NPU (Neural Processing Unit, Neural Module). Dies ist ein Beschleuniger für Algorithmen des maschinellen Lernens. Damit löst das Smartphone Probleme noch schneller und benötigt weniger Energie.
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Der erste Prozessor mit NPU war Huawei Kirin 970. Er ist beispielsweise in den Smartphones Huawei P20 Pro und nova 3 installiert. 2018 wurde der weltweit erste Prozessor mit dem dualen Neuromodul Kirin 980 veröffentlicht. Die NPU-Leistung stieg um 226% und die Energieeffizienz um 182 %. Die Flaggschiffe Huawei Mate 20 Pro und Mate 20 sind mit einem solchen Prozessor ausgestattet.
Warum braucht ein Smartphone künstliche Intelligenz?
Gesichtserkennung
Fast alle modernen Smartphones unterstützen das Entsperren von Gesichtern. Bei kostengünstigen Modellen ist die Technologie einfach: Die Frontkamera macht ein Bild des Gesichts, und spezielle Algorithmen vergleichen es mit einem bestimmten Muster unter Verwendung von Schlüsselpunkten. Zufällig - Ihr eigener, nicht zufällig - ein Fremder.
Diese Technologie funktioniert im Dunkeln nicht gut und es gibt ein Sicherheitsproblem: Wenn einem Smartphone ein Foto des Besitzers oder einer ähnlichen Person angezeigt wird, besteht die Möglichkeit eines Zufalls.
Teurere Smartphones verwenden eine andere Methode. Beim Huawei nova 3 bilden beispielsweise zwei nach vorne gerichtete Kameras ein 3D-Bild, und ein IR-Strahler hilft im Dunkeln. Das Flaggschiff Huawei Mate 20 Pro projiziert in der Regel 30.000 Punkte auf das Gesicht, erstellt ein 3D-Modell und vergleicht es dann mit dem Originalmodell.
Und wenn Sie die Aufgabe komplizieren? Brille oder Hut tragen, Bart wachsen lassen oder sich schminken? Es stellt sich ein ganz anderes Gesicht heraus. Dann kommt maschinelles Lernen zur Rettung. AI bemerkt solche Änderungen, nimmt Anpassungen am Modell vor und stellt fest, dass vor ihm der Besitzer des Smartphones steht. Dank der NPU dauern diese Operationen einen Bruchteil einer Sekunde.
Verbesserung der Autonomie
Neuronale Netze können auch die Zukunft vorhersagen. Bewältige das besser als Hellseher. Die KI in einem Smartphone analysiert unsere Gewohnheiten, bemerkt Verhaltensszenarien (Starten von Anwendungen zu einem bestimmten Zeitpunkt, Inaktivität im Schlaf usw.) und versteht selbst, welche Anwendungen zu einem bestimmten Zeitpunkt benötigt werden und welche nicht.
Wichtige Programme und Prozesse werden im Voraus in den Speicher geladen, damit sie schneller geöffnet werden, und unnötige Programme werden gelöscht, um keinen Strom zu verbrauchen. Überprüfen Sie Ihre E-Mails als erstes bei der Arbeit? Die App wartet bereits auf Sie. Funktionieren Karten und Instagram nachts? Aus dem Gedächtnis ist jetzt nicht die Zeit.
AI geht noch tiefer und prognostiziert die CPU-Auslastung basierend auf der Bildrate. Infolgedessen erscheinen uns dynamische Szenen glatt, ohne zu zucken. Dies ist besonders wichtig in Spielen.
Leistung optimieren
Künstliche Intelligenz steigert sogar die Leistung. Lassen Sie uns am Beispiel des Kirin 980 erklären: Der Hauptprozessor (CPU) verfügt nur über 8 Kerne, von denen 2 mit hoher Frequenz, 2 mit mittlerer und 4 mit hoher Frequenz arbeiten. Klar - auf dem Bild (je höher die Spalte - desto höher die Leistung):
Das Lesen von Büchern und das Hören von Musik im Hintergrund erfordert nicht viele Ressourcen. Warum alle Kerne laden? Lassen Sie nur niedrige Frequenzen arbeiten. Facebook, Vkontakte sind "schwerer" - dann sind die "Durchschnitts" mit der Arbeit verbunden.
Aber harte Hacks in PUBG oder epische Schlachten in WoT bei maximalen Einstellungen, Video-Rendering sind ressourcenintensive Aufgaben, dann tanzt jeder: Die CPU und die GPU (Grafikprozessor) arbeiten mit maximaler Leistung. AI bemerkt dies alles und verteilt die Leistung optimal.
Verbesserung der Klangqualität
Bilder können mehr als nur visuell sein. AI ist auch für die Klangqualität verantwortlich.
Wenn Sie telefonieren, "trennt" die KI die Stimme sofort von Nebengeräuschen und verstärkt sie, und das Hintergrundgeräusch schaltet sie stumm. Infolgedessen sind Sie auch dann zu hören, wenn ein starker Wind weht, die U-Bahn-Wagen donnern oder Ihre Lieblingsband bei einem Konzert glüht.
Den Hintergrund verwischen und die Farbe hervorheben
Filme mit Spezialeffekten auf einem Smartphone beziehen sich auch auf neuronale Netze. Moderne Flaggschiffe Huawei können Videos mit unscharfem Hintergrund aufnehmen: Das Motiv bleibt klar und der Vordergrund und der Hintergrund sind im Bokeh unscharf. Dieser Effekt wird normalerweise mit teuren Objektiven mit hoher Apertur erzielt.
Ein weiterer Trick ist das Hervorheben von Farben: Die KI versteht, wen Sie aufnehmen (es muss sich um eine Person handeln) und hält sie ständig im Fokus. Vorausschauende Fokussierung (Lesevorhersage) hilft. Dann malt die KI nur das Motiv und verlässt die umgebende Welt in Schwarzweiß. Erinnerst du dich an den Film Sin City? Es gibt den gleichen Effekt.
Offline-Übersetzer
Es gibt einen solchen Übersetzer für Android und iOS - Microsoft Translator. 2018 lernte er, wie man Texte ohne Internetverbindung übersetzt, was zum großen Teil dem System der künstlichen Intelligenz zu verdanken ist. In Zusammenarbeit mit Huawei hat Microsoft den Übersetzer für den Kirin 980-Prozessor weiterentwickelt.
Was dabei herauskam: Auf den Smartphones der Huawei Mate 20-Reihe stieg die Genauigkeit der maschinellen Übersetzung um 23% und kam der menschlichen Übersetzung nahe. Gleichzeitig ist die Textverarbeitungsgeschwindigkeit dreimal höher als bei anderen Flaggschiff-Smartphones, und Sprachpakete "wiegen" zweimal weniger.
Fotoverbesserung
Der vielleicht auffälligste Einfluss der KI, den wir in der Fotografie sehen. Die Kameraalgorithmen bestimmen, was genau wir aufnehmen und unter welchen Bedingungen, und sie selbst wählen die besten Einstellungen: Kontrast, Sättigung, Weißabgleich.
Beispielsweise erkennen Smartphones mit dem Kirin 980-Prozessor bis zu 1.500 Szenarien aus 25 Kategorien - noch bevor Sie den Auslöser drücken. Neuronale Netze unterscheiden Katzen von Hunden, Schnee von Blättern, Meer von Himmel. Und für jeden gibt es unterschiedliche Einstellungen.
AI versteht auch, in welchem Modus es besser ist zu schießen. Richten Sie die Kamera auf das Dokument - der Modus "Scanner" ist aktiviert, in dem nur der Bereich mit Text ausgewählt wird. Der Kreml befindet sich im Rahmen - der Modus "Architektur" ist aktiviert. Auf eine Person zielen - schaltet den Porträtmodus mit Unschärfe ein.
Porträts sind in der Regel offen für KI. Sie können Bokeh mit verschiedenen Stärken und Formen drehen, Make-up auftragen und die Art der Beleuchtung ändern. Ein Smartphone kann eine DSLR nicht durch eine professionelle Optik ersetzen, aber es ist einfach, ein wunderschönes Porträt auf einem Avatar zu erstellen.
Bildsegmentierung
Mustererkennung und -kategorisierung sind die Hauptaufgaben, die maschinelles Lernen löst. AI arrangiert und kombiniert Fotos auf einem Smartphone basierend auf Ähnlichkeiten.
Fotos von Gamburegres, Salaten, Früchten sind Lebensmittel, sie haben einen separaten Ordner. Die KI legt Bilder von Autos in einen anderen Ordner und Gebäude in einen dritten. Wenn neuronale Netze das Gesicht einer Person in verschiedenen Bildern finden, befinden sie sich ebenfalls in Ordnern, jedoch innerhalb der Kategorie „Gesichter“.
Möchten Sie alle Fotos mit Ihrer Mutter oder Großmutter mitnehmen? Hier sind alle Aufnahmen, bei denen sie in den Rahmen gekommen sind. Haben Sie vor langer Zeit ein wichtiges Dokument fotografiert, aber vergessen, wann? Hier sind alle Frames mit Text. Anstatt Hunderte, Tausende von Dateien manuell aufzulisten, müssen 10-15 überprüft werden. Das ist bequem.
Intelligente Stabilisierung
Beliebte Bildstabilisierungstechnologien in Smartphones sind OIS und EIS, optisch bzw. elektronisch. Huawei hat AIS entwickelt - einen AI-basierten Stabilisator. Es steht für AI Image Stabilization.
AIS eignet sich am besten zum Aufnehmen von Nachtfotos. Wie Sie sehen können: Drücken Sie die Taste 4-6 Sekunden lang (ohne Stativ!), Und Sie erhalten ein scharfes Bild mit hervorragenden Details und einem Minimum an Rauschen.
Wie das Smartphone es sieht:
- erste 0,2 Sekunden AIS bestimmt die Position der Kamera im Weltraum. Genauigkeit - bis zu 98%;
- dann nimmt die Kamera viele Fotos mit unterschiedlichen Parametern auf;
- AI wählt die besten Aufnahmen aus. Wenn es eine Verschiebung gab, werden sie kombiniert, dann wird jeder Abschnitt verarbeitet und Rauschen entfernt.
