华为李小龙深度解读：Mate 50 / Pro 系列 XMAGE 影像技术与北斗卫星通信研发的故事

日前，HDC2022 华为开发者大会正在召开，在大会期间华为举办了“华为手机创新技术媒体沟通会”，在沟通会上，华为终端 BG 手机产品线副总裁李小龙对华为 Mate 50 系列上搭载的 XMAGE 影像技术和北斗卫星短消息功能，进行技术上的深度解读与研发时的故事分享。

华为影像 XMAGE 三大技术突破 影像色彩自成一派

今年 7 月份，华为正式宣布推出自有影像品牌 XMAGE，在影像技术、风格和体验上进行升级。9 月份，华为 Mate 50 系列搭载超光变 XMAGE 影像系统，现实了多项技术突破。XMAGE 聚焦光学系统、机械结构、成像技术、图像处理四大成像模块，从光机电算四个维度，建立起 XMAGE 影像系统的整个体系。

以光学系统为例，在华为 Mate 50 系列搭载的超光变摄像头中，采用了可变光圈的技术，在物理层面实现光圈十档可调，带来三个光学系统的技术突破。

第一是工艺方面的突破。整个镜头模组采用高精度部件设计与组装工艺，打造了 F1.4 的物理大光圈。整体结构共 23 个精密部件，包含高精度的环形磁场微控马达、物理的光圈叶片等创新原件，最大精度达到 5-10μm 的微米级水平。

第二是光量控制能力的突破。要实现可变光圈的技术方案，为不同光线环境匹配合适的进光量，进而带来最佳的成像效果，是光学系统的技术难点。为了实现进光量的精确控制，华为首创了高精度全流程标定检测方案。经过 20 余版的叶片设计与验证，再加上一套高精度的驱动控制算法，让 6 个金属光圈叶片通过物理开合，实现 10 档光圈变化的效果。

第三是美学设计方面的突破。高可靠美学设计是华为 Mate 系列的产品基因，华为首创了叶片外观一体化金属镀膜方案，叶片采用高模亮高强铝新材料，进一步减轻结构重量，实现 20 倍的强度提升。

在此次华为 Mate 50 RS 保时捷设计中，也引入了 3.2mm 的超长机械行程马达，并首次在业界采用双镜群内对焦架构设计，可以利用镜群之间的移动对焦进行二次校准，进一步提升在微距模式下的光学解析力。

而在 XMAGE 影像风格上，华为也确立形成了自己的色彩影像风格。华为建立的影像色彩研究团队汇聚了来自中国、芬兰、日本、英国等分布在世界各地的 7 大华为研究所专家团队，囊括了艺术学、心理学、光学、色彩科学等 8 大研究领域，以 330 万 + 华为新影像大赛用户的投稿作品为样本，建立起华为专属的影像风格，其特点就是：真实感、沁润感、通透感、呼吸感。

在色彩方面，华为还联合清华大学艺术与科学研究中心色彩研究所，基于“色彩科学”体系理论基础，提炼出 XMAGE 风格的色彩调性。在 XMAGE 原色基础上，不改变物体的固有色、只从饱和度、明度两个维度进行调整，在保留照片内容的情况下，呈现出鲜艳和明快的调性，形成完整系统化的色彩调性体系。

北斗卫星通信克服的技术挑战

随后会上还介绍了华为 Mate 50 系列的北斗卫星消息背后的故事，在今年 7 月，北斗三号短报文通信功能逐渐成熟，在无通信网络的情况下可以进行双向信息的发生与接受。在技术研发阶段，大众智能手机想要支持北斗卫星消息面临着三大挑战。

高损耗，华为是与北斗三号系统的 GEO 卫星实现短报文通信的，而 GEO 卫星的单星覆盖范围很广，能更好的进行抗遮蔽。但运行轨道高度大约在 3.6 万公里，而卫星越高，就意味着发射信号的传输损耗越大，地面发射的信号更加难以被卫星接受。

低功率，高轨卫星传输的信号损耗高，就需要地面设备的信号发射功率强，但手机轻薄的机身就决定了其功率发射的器件必然很小。

低增益，相比常规卫星电话硕大的收发天线，手机天线设备的增益也就很低。

为了解决这些技术难题，华为构建了一套能满足手机卫星通信需求的通信协议，其中包含了全新的通信体制，协议栈和应用底层协议。首先面对硬件功率不足的问题，华为在 Mate 50 系列中开发了包括高功率 PA、低损耗射频链路，以及收发方向图一致的天线设计，有效提升手机长距离通信功率，减少手机与卫星之间通信的信号损耗。

而在算法层面，华为还设计了全新的编解码算法，引入高增益的 Polar 编码方案，从而降低卫星通信传输过程中的干扰和噪声，提升信号解码率。

在完成了技术准备后，为了验证卫星通信技术的可用性，华为还建立起了完整的测试、验证的闭环。通过专门设计的 UX 寻星引导向模拟卫星发出信号，利用终端设备接受信号，建立了一整套完整的北斗三号端到端星地融合通信验证系统。

从 2019 年 12 月立项，到 2020 年 4 月完成可行性分析，再到 2021 年 2 月完成实验室联接。经历了 18 个月的场外测试，31 个省份，戈壁、沙漠、无人区等 7 大地貌环境的测试，最终将北斗卫星消息功能呈现在了大众消费者面前。

同时华为还宣布华为 Mate Xs 2 也将支持北斗卫星消息功能，并与 11 月 5 日起正式开启众测。

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