Xuất hiện thuật toán kỳ lạ giúp biến ảnh chụp dưới nước thành ảnh… trên cạn

Một kỹ sư mới đây đã phát triển một phần mềm máy tính mà theo lời cô, có khả năng "xoá nước" khỏi những bức ảnh chụp… dưới nước.

Kết quả thu được là một bức ảnh "cực kỳ chuẩn xác" với độ đậm màu, độ bão màu màu và màu sắc giống hệt như một bức ảnh chụp phong cảnh… trên cạn thông thường.

Công nghệ này có tên gọi là Sea-thru được phát triển bởi kỹ sư kiêm nhà hải dương học Derya Akkaynak khi cô đang theo học hậu tiến sĩ dưới sự hướng dẫn của Giáo sư Tali Treibitz tại Đại học Haifa, và nó được kỳ vọng sẽ là một cuộc "cách mạng" với ảnh chụp dưới nước. Mặc dù "xoá nước" không phải là cụm từ khoa học chính xác nhất để giải thích cách thức hoạt động của thuật toán này, nhưng đó phần nào là một cách giải thích dễ hiểu về mặt hình ảnh để bạn đọc dễ tưởng tượng.

Bằng cách tự động loại bỏ những màu sắc bị "ám" vào ảnh và sự tán xạ ngược xảy ra khi ánh sáng di chuyển qua môi trường nước, nhà nghiên cứu này đã có thể chụp được những bức ảnh dưới nước nhưng có màu sắc giống như những gì mắt người nhìn thấy trên cạn, hay nói cách khác là như thể toàn bộ nước đã… biến mất vậy.

Akkaynak và Haifa tạo ra Sea-thru bằng cách chụp "hơn 1.100 tấm ảnh ở hai môi trường nước có tính chất quan học khác nhau", mỗi tấm ảnh đều được chụp kèm với hình ảnh một đồ thị màu được cô đặt vào. Những bức ảnh này sau đó được sử dụng để huấn luyện một mô hình có khả năng bù trừ những tần số ánh sáng bị tán xạ và hấp thụ bởi nước.

"Mỗi lần tôi nhìn thấy một rạn san hô với cấu trúc ba chiều phức tạp, tôi sẽ mang đồ thị màu của mình đặt vào dưới chân của rặng san hô đó rồi bơi ra xa khoảng 15 mét. Sau đó tôi sẽ bơi dần về phía rạn san hô và đồ thị màu, chụp lại các bức ảnh từ các khoảng cách và góc độ khác nhau cho tới khi đến được bên cạnh rạn san hô," Akkaynak giải thích.

Sau khi đã huấn luyện xong thuật toán, sẽ không cần đến đồ thị màu nữa. Akkaynak giải thích trên Reddit, "Khi đó bạn chỉ cần chụp một vài tấm ảnh dưới điều kiện ánh sáng tự nhiên là đủ, không cần phải đặt đồ thị màu vào ảnh nữa."

Bức ảnh dưới đây, được xuất bản cùng một bài nghiên cứu giải thích chi tiết kỹ thuật này, đã giúp minh hoạ sự "kỳ diệu" của Sea-thru:

Cần phải nói rõ rằng, phương pháp này không giống như việc bạn đơn giản Photoshop một bức ảnh, bổ sung độ tương phản và chỉnh màu để bù những màu sắc đã bị nước hấp thụ. Đây là "một thao tác chỉnh sửa cực kỳ chính xác", và bản thân kết quả qua bức hình bên trên cũng đã chứng minh cho điều đó. Và mặc dù công nghệ này được phát triển chủ yếu để phục vụ mục đích nghiên cứu khoa học, nhưng chúng ta cũng rất tò mò không biết kết quả sẽ ra sao nếu nó được sử dụng bởi các nhiếp ảnh gia kỳ cựu của National Geographic như Paul Nicklen…

Để xem thuật toán này hoạt động trong thực tế và tìm hiểu thêm về cách Akkaynak đã làm để có được kết quả này, bạn có thể xem đoạn video dưới đây của Scientific American. Đồng thời, bạn cũng có thể tìm hiểu sâu hơn nữa về thuật toán trên thông qua bài nghiên cứu đầy đủ về Sea-thru tại đây.

Quang Huy