AI giúp camera trên điện thoại đột phá khỏi giới hạn vật lý như thế nào?

Những tiến bộ lớn nhất của máy ảnh không phải là cải tiến chất lượng cảm biến hoặc nâng cấp ống kính mà là tích hợp AI (trí thông minh nhân tạo) trên điện thoại. Khả năng trong tương lai gần các máy ảnh cũng đủ thông minh để bất cứ ai cũng có thể chụp được các bức ảnh đẹp không riêng gì với các nhiếp ảnh gia.

https://vnreview.vn/tu-van-anh-so/-/view_content/content/2742504/ai-da-thay-doi-nhiep-anh-nhu-the-nao

Bỏ qua những lời quảng cáo có cánh, thực tế công nghệ đã đưa chất lượng hình ảnh lên một tầm cao mới. Khái niệm hình chất lượng hình ảnh phụ thuộc hoàn toàn vào nhiếp ảnh gia đang dần không còn giữ nguyên giá trị.

Google Photos là minh chứng rõ ràng về sự kết hợp giữa AI và nhiếp ảnh sẽ mạnh mẽ như thế nào khi ứng dụng ra mắt vào năm 2015. Trước đó, gã khổng lồ tìm kiếm đã sử dụng máy học để phân loại hình ảnh trong Google+ trong nhiều năm.

Việc ra mắt ứng dụng Photos của Google có hỗ trợ AI dành cho người dùng cuối có khả năng làm được điều không tưởng ngay khi được giới thiệu. Những người có thư mục ảnh vô tổ chức hỗ loạn, chỉ trong một đêm đã được chuyển đổi thành cơ sơ dữ liệu được sắp xếp lại có thể truy xuất và tìm kiếm, tất cả nhờ AI của Google. Người du cũng đừng bất ngờ khi trợ lý ảo của Google biết con mèo của bạn trông như thế nào.

Phải mất rất nhiều thời gian và sức mạnh xử lí để hoàn thiện một thuật toán AI với một cơ sở dữ liệu khổng lồ. Kết quả cuối cùng là thuật toán AI đó có thể chạy độc lập trên điện thoại hỗ trợ người dùng sắp xếp và nhận dạng kho dữ liệu hình ảnh của mình.

AI không chỉ hỗ trợ quản lí hình ảnh mà đang can thiệp rất sâu vào cách chụp ảnh của những người dùng trên điện thoại. Khi các hạn chế về vật lý được đẩy lùi như cảm biến điện thoại dần lớn hơn, ống kính được nâng cấp, chất lượng hơn với khẩu độ cũng lớn hơn, chip xử lí ảnh thông minh và mạnh mẽ hơn… nên không có gì lạ khi điện thoại chụp ảnh tốt hơn so với máy ảnh chuyên dụng, ít nhất là khi chưa chỉnh sửa hậu kì.

Máy ảnh trên điện thoại bị giới hạn về phần cứng so với máy ảnh truyền thống nhưng lại được hỗ trợ bởi nhân tố đặc biệt, AI giúp rút ngắn khoảng cách giữ điện thoại và máy ảnh chuyên dụng.

Một thuật ngữ mới trong lĩnh vực nhiếp ảnh là nhiếp ảnh tính toán. Một thuật ngữ bao gồm rất nhiều thuật ngữ khác như hiệu ứng độ sâu trường ảnh, thuật toán tăng chất lượng ảnh, thuật toán hỗ trợ chụp đêm… không phải tất cả các thuật toán đều liên quan đến AI nhưng chắc chắn AI là một phần của các thuật toán đang được sử dụng trên điện thoại hiện tại.

Apple là hãng điện thoại đầu tiên sử dụng AI trên điện thoại camera kép của mình. Bộ xử lí tín hiệu hình ảnh của Apple đã sử dụng kỹ thuật máy học (machine learning) để nhận dạng được người chụp trong ảnh bằng một camera và camera thứ 2 tạo bản đồ độ sâu để giúp tách đối tượng khỏi nền và làm mờ hậu cảnh. Khả năng nhận diện hình ảnh và đối tượng trong ảnh không mới nhưng để tính năng này hoạt động trong thời gian thực ngay trên điện thoại là nước đột phá lớn của trí thông minh nhân tạo AI. Cho phép trong tương lai AI có khả năng hoạt động độc lập trên nhiều thiết bị mà không cần phần cứng quá mạnh cũng như không cần kết nối với máy chủ.

Hiện tại chiếc điện thoại hỗ trợ AI được đánh giá cao nhất và phá bỏ nhiều giới hạn về phần cứng có thể kể đến là điện thoại Pixel của Google. HDR+, chế độ chụp mặc định sử dụng thuật toán cực kỳ phức tạp để kết hợp nhiều khung ảnh thành cho ra bức ảnh thiếu sáng hoặc xoá phông ấn tượng chỉ với duy nhất 1 camera trên máy.

AI của Google được đào tạo trên một bộ cơ sở dữ liệu khổng lồ như với phần mềm Google Photos hứa hẹn sẽ chụp được các bức ảnh tốt nhất trong thời gian tới.

AI trên máy ảnh của Google đã minh chứng rằng thuật toán có thể phá bỏ giới hạn của phần cứng bằng tính năng Night Sight được giới thiệu cách đây vài tháng. Tính năng cho phép những điện thoại Pixel sử dụng AI để phơi sáng và tính toán để chụp được một bức ảnh có độ phơi sáng và cân bằng trắng chính xác với kết quả ấn tượng.

Phần cứng tốt kết hợp với AI sẽ cho ra một bức ảnh ấn tượng. Lấy ví dụ về cảm biến Sony IMX586 có độ phân giải 48MP được sử dụng trên Honnor View 20 và Huawei Nova 4. Kích thước cảm biến không đổi, nên việc đẩy độ phân giải lên 48MP có nghĩa rất nhiều điểm ảnh bị nhồi nhét trong một không gian rất nhỏ điều này sẽ giảm chất lượng hình ảnh. Tuy nhiên trong các thử nghiệm, chế độ chụp Honor Ultra AI của AI Ultra Clarity đã tỏ ra vượt trội khi tận dụng tối đa sức mạnh của phần cứng, để chụp được những bức ảnh đủ chi tiết có độ phân giải lớn nhất hiện nay.

Bộ xử lí hình ảnh trước nay vốn có vai trò quan trọng trong bất kì thiết bị có khả năng chụp ảnh nào nhưng có vẻ như AI đang đảm nhận ngày càng nhiều công việc của bộ xử lí ảnh. Hiện tại, chip xử lí được tích hợp sẵn AI trong phần cứng với 2 hãng đi đầu là chip Kirin 970 của Huawei và  A11 Bionic của Apple. Google cũng phát triển riêng chip Pixel Visual Core với nhiệm vụ duy nhất là hỗ trợ AI xử lí ảnh.

Ở giai đoạn này máy ảnh trên điện thoại được hưởng lợi nhiều nhất từ sự phát triển của AI Nhưng thực tế chất lượng hình ảnh giữa điện thoại và thiết bị hình ảnh chuyên dụng vẫn còn khoảng cách khá xa, AI hỗ trợ cải thiện chất lượng hình ảnh để sử dụng trên mạng xã hội, in ấn khổ nhỏ, các yêu cầu chuyên nghiệp hơn thì điện thoại vẫn chưa thể vượt khỏi phần cứng của mình.