Võ Lâm Truyền Kỳ

Võ Lâm Truyền Kỳ


Công nghệ máy ảnh thời của AI camera, nhiếp ảnh điện toán...
Rất hay và hữu ích!/8 người
tuanlionsg
14 ngàyBình luận: 16
Công nghệ máy ảnh  thời của AI camera, nhiếp ảnh điện toán...
Dùng cụm từ “Camera AI” để phân biệt máy ảnh hoạt động bằng thuật toán phần mềm với quá trình hình thành bức ảnh hoàn toàn bằng quang học vật lý. Chúng ta vẫn nghe “nhiếp ảnh là vẽ bằng ánh sáng” trong một cái “buồng tối”, nguồn sáng (tự nhiên hoặc nhân tạo) đi qua nhóm/lớp thấu kính được tráng phủ hoá chất phức tạp, cửa trập mở ra, ánh sáng xuyên vào, hội tụ trên một mặt phẳng vật liệu nhạy sáng. Tấm vật liệu nhạy sáng ấy là tấm phim (analog) hoặc tấm cảm biến hình ảnh (image sensor). Tấm phim được xử lý bằng hoá chất trong buồng tối để có được âm bản và rọi ra giấy ảnh hoặc dùng máy scaner film để có file ảnh số.

Còn với máy ảnh số thì tín hiệu ghi nhận được tại các điểm ảnh trên cảm biến ảnh tiếp tục qua quá trình xử lý thành file ảnh lưu vào thẻ nhớ. Chúng ta vẫn gọi đó là quá trình của thiết bị ghi hình kỹ thuật số, máy ảnh số. Thực hư thế nào?

24.jpg

Gần đây, ở đoạn phần mềm xử lý này, các nhà sản xuất camera hoặc gia công phần mềm, tăng cường thêm nhiều bước xử lý phức tạp với tín hiệu ánh sáng thu nhận được, xào nấu rất rất nhiều, thậm chí xử lý từng pixel, chồng ghép nhiều pixel từ nhiều tấm khác nhau .v.v… để tái tạo ra một bức ảnh kết quả cuối cùng, họ gọi là nhiếp ảnh điện toán, thuật toán xử lý ảnh, AI camera…

- Nhiếp ảnh Điện toán là gì?

Quảng cáo


Về từ gọi là “computational photography” (nhiếp ảnh điện toán). Wikipedia nói computational photography is a digital image capture and processing techniques that use digital computation instead of optical processes. Quá trình xử lý số thay vì quá trình quang học để có một bức ảnh. Mình tạm dùng cụm từ “nhiếp ảnh điện toán” ở đây như nhiều người đã dùng để tản mạn tiếp.

Người tiên phong về nhiếp ảnh điện toán, cũng là người đứng sau nhiều cải tiến cho máy ảnh Pixel của Google, ông Marc Levoy - giáo sư của trường đại học Stanford, đưa ra một định nghĩa cơ bản: “Nhiếp ảnh điện toán có thể giúp nâng cao hoặc mở rộng khả năng của nhiếp ảnh kỹ thuật số - trong đó kết quả đầu ra là một bức ảnh bình thường - nhưng là một bức ảnh không thể chụp được bằng máy ảnh truyền thống”. Smartphone khởi đầu cho những thứ này.

25.jpg

Thật ra, Smartphone cũng không có lựa chọn nào khác, ngoài việc mang lại sức sống cho một loại hình nhiếp ảnh mới này - nhiếp ảnh điện toán. Chúng ta biết cụm camera gắn trên smartphone có cảm biến rất nhỏ, khả năng nhiễu cao, ống kính cũng rất nhỏ và độ mở không thể lớn vì giới hạn kích thước. Về phương diện quang học vật lý, đó là trở ngại bất khả kháng cho đến khi các nhà lập trình tìm ra cách dùng điểm mạnh của chúng để khắc phục điểm yếu: cửa trập điện tử nhanh, bộ vi xử lý mạnh và phần mềm thuật toán.

- Bước khởi đầu xử lý số


Nhớ lại việc Instagram ra mắt, mọi người ấn tượng với các bộ lọc màu (filter) khi chia sẻ hình ảnh lên nền tảng đó. Các filter màu có thể được phân thành ba loại chính:

20210407-3.jpg
  • Thay đổi màu sắc (Hue, Saturation, Lightness, Contrast, Levels, v.v… ) với thanh chỉnh đơn giản.
20210407-4.jpg
  • Tông màu (Tone Mapping) với thanh trượt hiệu chỉnh red với hue.
20210407-5.jpg
  • Lớp phủ (Overlay) với các hoạ tiết, hạt, mờ góc… tạo hiệu ứng như ảnh chụp bằng phim.
Các bộ lọc hiện đại cũng không khác biệt gì về bản chất, chỉ là phức tạp hơn về thuật toán xử lý. Phát triển dần trên điện thoại thông minh, xử lý cùng lúc rất nhiều giải pháp như mạng nơ-ron thực hiện việc xử lý từng pixel hình ảnh. Rồi, khi mọi người quen với bộ lọc, tích hợp sẵn trên camera, năm 2011 trên iPhone chạy iOS 5.0 người ta thấy xuất hiện tính năng tự động chỉnh sửa hình ảnh: chỉnh sáng tối, tăng độ sáng, loại bỏ mắt đỏ, sửa màu khuôn mặt… Các nhà sản xuất phần mềm tiếp tục đẩy đến mức machine-learning (máy học) theo thói quen người sử dụng chỉnh sửa hình ảnh.

Quảng cáo


- Cảm biến và quang học điện toán


Về cảm biến, các nhà sản xuất có rất ít thay đổi về thiết kế từ ngày đầu tạo ra đến nay. Cải thiện chủ yếu là quy trình kỹ thuật, như giảm khoảng cách giữa các điểm ảnh, giảm nhiễu, tăng tốc độ đọc, thêm điểm ảnh cho hệ thống lấy nét theo pha. Cảm biến Pixel Shifting được coi là nỗ lực cải thiện cảm biến bằng thuật toán.

20210407-7.jpg

Google Pixel đã tính toán với một bản đồ độ sâu trường ảnh giả lập quang học (optical depht - field map) bằng cách phân tích 2 pixel cận kề, thay vì dùng một camera riêng để đo như các hãng khác. Chúng ta lùi về để thấy kỹ thuật này đã được Lytro sử dụng cho sản phẩm của họ từ 2012 dựa trên nghiên cứu của Đại học Stanford từ năm 2004.

Lytro sử dụng công nghệ chỉ khác máy ảnh thông thường là cảm biến được bao phủ rất nhiều cụm thấu kính, mỗi thấu kính phủ nhiều pixel thật. Đặt tấm lưới thấu kính đó với khoảng cách phù hợp với cảm biến, rồi lựa chọn thu nhận pixel từ mỗi cụm riêng và xây dựng hình ảnh từ chúng.

20210407-9.jpg

Điều hay ho thú vị bắt đầu từ đó. Nếu bạn nhặt một pixel từ mỗi cụm và trộn lại thành bức ảnh, giống như nó được chụp bằng máy ảnh với một pixel được dịch chuyển trong không gian. Nếu mỗi cụm là 10x10 pixel thì ta có 100 ảnh từ các vị trí khác nhau trên khung cảm biến.

Quảng cáo



- Chuyện lấy nét lại của Lytro (refocusing) và đột phá của Google Pixel 2


Tính năng mà mọi người bàn nhiều về Lytro là khả năng lấy nét lại sau khi chụp. Họ sử dụng các pixel có sẵn, chọn lựa chúng từ ảnh RAW và ráp lại, cụm điểm ảnh càng xa tia gốc thì càng mất nét, nên chỉ cần chọn các pixel ở khoảng cách phù hợp với ảnh gốc theo cách gần hơn hoặc xa hơn. Để có bản đồ độ sâu (depth map), chỉ cần thu thập hai ảnh khác nhau rồi tính toán các đối tượng dịch chuyển giữa chúng.

20210407-11.jpg

Google quyết định mua lại công nghệ và khai tử Lytro. Nhưng Google sử dụng theo cách của họ với VR và camera Pixel. Bắt đầu với Pixel 2, chỉ với 2 pixel ở mỗi cụm, Google chỉ cần một camera, không cần gắn thêm một camera đo độ sâu như các hãng khác.

Depth map được xây dựng từ hai bức ảnh được dịch chuyển từ một pixel phụ. Đủ để tính toán bản đồ độ sâu và tách tiền cảnh khỏi hậu cảnh, làm mờ nó với một số hiệu ứng cho vùng ảnh mờ nhoè đó (cái mà người ta hay gọi là bokeh). Thuật toán làm mịn chỉ là cải thiện thêm bản đồ độ sâu. Google còn cho thấy điện thoại Pixel trong tương lai sẽ tiến xa hơn khi họ tăng số điểm ảnh trên mỗi cụm như nói bên trên.

20210407-12.jpg

- Tách lớp và xử lý nền ảnh


Bạn thử nhìn xuống mũi mình, sẽ không thấy vì não bộ kết hợp hình ảnh bằng việc tổng hợp hai ảnh từ hai mắt. Bây giờ bạn thử nhắm một mắt và nhìn xuống mũi, bạn sẽ thấy một góc tam giác rìa mũi.

20210407-17.jpg

Tương tự, việc tập hợp các ảnh được dịch chuyển từ các pixel từ các cụm khác nhau, có thể thấy đối tượng từ nhiều điểm, ước tính được khoảng cách gần đúng đến đối tượng, cho phép tính toán tách tiền cảnh khỏi hậu cảnh dễ dàng. Nếu đối tượng là chi tiết nhỏ, có thể xoá nó khỏi ảnh. Sao chép nó ra. Bằng cách này, có thể bỏ cây giữa ảnh, vật thể, hoặc loại bỏ hoa rơi xuống.

20210407-18.jpg

- Ổn định “quang học” mà không có quang học


Từ một ảnh RAW, bạn có thể tạo ra một trăm bức ảnh theo cách dịch chuyển pixel trên các vùng cảm biến. Tương tự, chúng ta có một thấu kính có thể dịch chuyển điểm chụp một cách tự do, bù lại độ rung của ảnh.

20210407-19.jpg

Về lý thuyết, là ổn định quang học, chẳng phải tính toán gì, chỉ chọn pixel đúng vị trí. Cảm biến và ống kính càng lớn thì khung chuyển động càng lớn. Càng nhiều tính năng thì càng nhiều lỗ thủng từ các mạch điện và giải nhiệt phát sinh. Và, hệ thống ổn định hình ảnh kỹ thuật số nào cũng hoạt động theo cách tương tự.

- Đèn flash


Từ lâu rồi, trên điện thoại thông minh, sử dụng đèn flash LED kép (dual led) - là sự kết hợp led màu vàng cam và xanh lam phối hợp, độ sáng được điều chỉnh theo nhiệt độ màu từ ảnh chụp. iPhone gọi là True Tone được điều khiển bằng cảm biến nhỏ đo ánh sáng xung quanh và xử lý bằng một đoạn thuật toán phức tạp.

20210407-21.jpg

Nhưng vấn đề của flash điện thoại là thường đánh sáng trắng tiền cảnh. Thế là iPhone hoá giải bằng slow sync flash, camera tăng tốc độ cửa trập trong bối cảnh tối; Google Pixel và các điện thoại Android khác sử dụng cảm biến độ sâu để trộn hai ảnh có và không có flash lại với nhau, rất nhanh.

Có lẽ chẳng bao lâu nữa, nhu cầu con người sẽ là muốn kiểm soát luôn ánh sáng sau khi đã hoàn thành việc chụp; lúc đó có thể thay bầu trời nhiều mây thành nắng, ánh sáng trên khuôn mặt được thay đổi nhanh và dễ. Khi đó, đèn flash chỉ được dùng như chiếc đèn pin.

- ToF camera


ToF (time of flight) camera là máy ảnh như cái máy đo ánh sáng đến các đối tượng để tạo ra bản đồ độ sâu của cảnh vật. Độ chính xác khá cao. Các hãng ứng dụng nhiều nhất và hiệu quả là Samsung và Huawei, sử dụng chung để tạo bản đồ chiều sâu, giả lập bokeh, lấy nét tự động trong bối cảnh tối tốt hơn. Có được độ sâu trường ảnh chính xác, là dữ liệu rất hữu ích cho việc nghiên cứu nhiều hơn về thuật toán trong tương lai, nhất là ứng dụng hình ảnh 3D.

20210407-23.jpg


Còn tiếp...
Tham khảo: graphics.stanford.edu
Rất hay và hữu ích!/8 người
Phải lưu lại để ngâm cứu sau ạ. Bài nhiều thông tin hữu ích lắm ạ
p700i
CAO CẤP
14 ngày
@doduchai69bn Đơn giản chỉ cần chụp gái xấu thành gái đẹp là bán chạy ầm ầm.
chụp ảnh đẹp chưa bao giờ đơn giản như bây giờ
Phần cứng camera điện thoại nó đã đến giới hạn rồi, camera cao cấp như iphone bao năm qua chỉ vẫn 12MP hay sámsung cũng vậy, có chăng giờ chỉ có cách tăng thêm nhiều camera để phần mềm thu được nhiều dữ liệu hơn để chỉnh sửa tốt hơn.

Vậy nên giờ ăn thua nhau là ở cái phầm mềm trong cái đt. Ông nào làm chủ được phần mềm, thuật toán tốt thì ảnh đẹp.

Buồn cười là lõi android lại không hỗ trợ được như vậy, nhiều flagshit như samsung dùng app mặc định thì rất đẹp nhưng khi chuyển sang app bên thứ 3 thì hỗ trợ rất rất kém, nhiều khi nó ko hỗ trợ mà chỉ đơn giản là "chép" lại cái màn hình camera 😆). Ios thì nhiều khi app mặc định chụp xấu mù nhưng với kho app đồ sộ hỗ trợ phần cứng quá tốt thì vẫn ngon lành.
Buồn.
Bài hay, nhưng mình bị ác cảm với từ "nhiếp ảnh điện toán" sau khi chiếc Bphone chụp siêu hơn Apple Samsung đc giới thiệu

Phải nói GG Pixel đã mở ra 1 tầm cao mới trong việc áp dụng AI vào chụp và xử lý ảnh tức thì. HDR+ và Nightsight đã khiến Iphone, Samsung phải mất 1 thời gian dài mới "copy" được. Giờ xài bất kì con Android nào cũng luôn cài bản mod Gcam lên để thấy sự đỉnh cao so với cam mặc định
Hay thật sự luôn
anhlt
TÍCH CỰC
14 ngày
Tuej hào bfone đang dẫn đầu thế giới về nhiếp ảnh điện toán😆
Trong khi đó công nghệ máy ảnh DSLR không có gì đột phá, đến một lúc nào đó chất lượng ảnh đt sẽ bắt kịp nhờ những công nghệ đỉnh cao
Ai là người đầu tiên đưa thuật toán camera AI tầm vũ trụ điện ảnh vào điện thoại, chộp trước lấy nét sau ???!
zetbluez
ĐẠI BÀNG
14 ngày
Công nhận, AI và công nghệ nhận dạng khuôn mặt ngày càng phát triển. Mình có con là 2 bé sinh đôi cùng trứng giống nhau như 2 giọt nước, và có lần Google Photos hỏi mình đại loại như "Có phải 2 bé này là một không?" 😊😃
@zetbluez Wow, hay vậy.
Thật dễ thương.
Nghiên cứu tiếp thôi!
tuanbds
ĐẠI BÀNG
14 ngày
Hay. Đọc bài này càng hiểu rõ hơn cơ chế hoạt động của camera điện thoại. Hay nhất là cái đoạn phân tích 2pixel cùng lúc rồi máy tự hiểu được nông sâu. Hehe.
cài bản gcam lên con android đang dùng nó khác bọt hẳn so với camera mặc định, gg đúng kinh thật
Camera thông minh AI GV-VD8700 với độ phân giải tới 8MP H.265 có tính năng chống phá hoại mái vòm IP hứa sẽ mang đến cho công ty của bạn sự tin cậy và những công nghệ tốt nhất hiện nay.

GV-VD8700 có tên đầy đủ là Vandal Proof IP Dome có công nghệ nhận dạng khuôn mặt tiên tiến cho phép người chủ có thể xác định các nhân viên từ cơ quan nhanh chóng và nó được phân loại để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của công ty, chẳng hạn như hỗ trợ dịch vụ khách hàng hoặc quản lý sự an ninh và còn hơn thế nữa: Cơ chế nhận dạng khuôn mặt của máy có hiệu quả trong khoảng cách lên tới 4m(14ft) và có thể nhận dạng cùng lúc 10 người. Với thời gian nhận dạng trong vòng 2 giây nó có thể nhanh chóng xác định khách VIP hoặc những kẻ có biểu hiện xâm nhập.
Là một camera ngoài trời, GV-VD8700 được thiết kế với khả năng chống phá hoại IK10 và bảo vệ chống xâm nhập IP66. Máy ảnh này có thể hỗ trợ codec video H.265 để đạt được tỷ lệ nén tốt hơn trong khi vẫn duy trì hình ảnh chất lượng cao ở băng thông mạng giảm. Đối với các hoạt động ban đêm, máy ảnh được trang bị khoảng cách hiệu quả IR lên đến 40 m (130 ft). WDR và Backlight Compensation của nó cho phép máy ảnh nhận diện khuôn mặt trong môi trường có độ tương phản ánh sáng mạnh.
Công Ty TNHH Đầu Tư và Thương Mại Tiến Hùng

+Phân phối độc quyền camera và thiết bị giám sát Geovision

+Cung cấp và cho thuê các thiết bị hội nghị truyền hình, họp trực tuyến

+ Thi công cơ điện

+ Cung cấp laptop, máy tính, máy văn phòng các loại cho dự án

Đồng hành cùng cả nước chống dịch!

Hotline: 0911 249 333 – 0981 249 888 – 0981 249
Quý khách quan tâm vui lòng tham khảo tại : https://www.facebook.com/tihut.vn

Công Ty TNHH Đầu Tư Và Thương Mại Tiến Hùng

Công Ty TNHH Đầu Tư Và Thương Mại Tiến Hùng, Hà Nội. 549 lượt thích · 22 người đang nói về điều này · 41 lượt đăng ký ở đây. Phân Phôi thiết bị viễn thông tin học: Dahua, Hik, CP Plus, Dell, HP,...
facebook.com
Cá nhân
Bạn
Hi bạn!
Điểm Reward Store: 
Tuổi Tinh tế: 
Cấp độ thành viên Tinh Tế


Tải app Tinh tế

Tải app Tinhte - Theo dõi thông tin mà bạn yêu thích

Tải app TinhteTải app Tinhte
Tải app Tinh tế cho Android trên Google PlayTải app Tinh tế cho iPhone, iPad trên App Store





Đang theo dõi




  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2021 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019