Mục lục bài viết
Hai điện thoại dùng chung một cảm biến camera chính, cùng kích thước, cùng khẩu độ, nhưng ảnh chụp ra lại khác biệt rõ rệt về màu sắc, độ chi tiết và khả năng xử lý thiếu sáng. Trường hợp này không hiếm và cho thấy phần cứng cảm biến chỉ là một nửa câu chuyện, nửa còn lại nằm ở computational photography, tức xử lý ảnh bằng thuật toán và AI diễn ra ngay sau khi cảm biến ghi nhận ánh sáng.
Computational photography can thiệp vào ảnh ở giai đoạn nào
Ngay khi màn trập điện tử đóng lại, dữ liệu thô từ cảm biến chưa phải ảnh cuối cùng người dùng thấy trên màn hình. Chip xử lý ảnh và mô hình học máy can thiệp qua hàng loạt bước: khử nhiễu, dựng dải tương phản động, cân bằng trắng, làm nét chọn lọc theo vùng, tối ưu phơi sáng riêng cho khuôn mặt hoặc bầu trời, tất cả trong vài trăm mili giây.
Chụp đêm bằng ghép nhiều khung hình thay vì cảm biến siêu nhạy sáng
Chế độ chụp đêm không dựa vào cảm biến nhạy sáng đặc biệt mà chụp liên tiếp nhiều khung hình phơi sáng ngắn, sau đó thuật toán căn chỉnh và ghép chồng để cộng dồn ánh sáng, loại bỏ nhiễu ngẫu nhiên và giảm nhòe do rung tay. Kỹ thuật ghép khung (multi-frame stacking) là lý do hai máy cùng cảm biến nhưng khác thuật toán cho kết quả chụp đêm chênh lệch rất xa.
HDR tính toán và vai trò giữ chi tiết vùng sáng tối
Cảm biến điện thoại có dải tương phản động vật lý hạn chế hơn nhiều so với mắt người, dễ cháy sáng bầu trời hoặc mất chi tiết vùng bóng tối khi chụp ngược sáng. HDR tính toán khắc phục bằng cách chụp liên tiếp nhiều khung hình ở các mức phơi sáng khác nhau rồi hợp nhất, giữ chi tiết cả vùng sáng nhất và tối nhất; mức độ hợp nhất phụ thuộc hoàn toàn vào phần mềm.
Nhận diện ngữ cảnh bằng AI: chủ thể, cảnh vật, khuôn mặt
Nhiều điện thoại dùng mô hình học máy để phân loại cảnh chụp đang là chân dung, thức ăn, cảnh đêm hay văn bản, từ đó tự động điều chỉnh phơi sáng, độ bão hòa màu và mức làm nét phù hợp từng loại cảnh. Với ảnh chân dung, thuật toán tách chủ thể khỏi nền dựa trên bản đồ chiều sâu để làm mờ hậu cảnh, giải thích vì sao mỗi hãng cho ra phong cách màu khác biệt.
Giới hạn của xử lý thuật toán khi phần cứng quá yếu
Thuật toán dù mạnh đến đâu cũng không thể tạo ra thông tin ánh sáng không tồn tại trong dữ liệu gốc, nó chỉ tối ưu hóa dựa trên những gì cảm biến đã ghi nhận. Một cảm biến quá nhỏ, thu quá ít ánh sáng trong điều kiện cực tối sẽ khiến thuật toán ghép khung tốt nhất cũng cho ảnh nhiễu hạt vì thiếu tín hiệu gốc, nên phần mềm chỉ khuếch đại tiềm năng phần cứng chứ không thay thế được.
Hiểu nhầm thường gặp
“Ảnh đẹp hay xấu chỉ do cảm biến, phần mềm không ảnh hưởng nhiều” không phản ánh đúng thực tế của camera điện thoại hiện đại. Nhiều trường hợp hai máy cùng cảm biến nhưng khác thuật toán xử lý cho ra chất lượng ảnh chênh lệch rõ, đặc biệt ở chụp đêm và HDR, cho thấy phần mềm đóng góp không kém phần cứng.
Xem thêm
Đây là một bài trong nhóm chủ đề Cảm biến & độ phân giải camera: tổng hợp bài viết. Xem thêm Cách vệ sinh ống kính camera điện thoại đúng cách.
Zalo
