Tìm hiểu về "siêu độ phân giải": kỹ thuật nhiếp ảnh đang phổ biến trên smartphone

Trong vài năm gần đây, smartphone có nhiều công nghệ để cải thiện khả năng chụp ảnh như gộp điểm ảnh, AI,... Nhưng bên cạnh đó, siêu độ phân giải cũng đang dần phổ biến.

Siêu độ phân giải là gì?

Siêu độ phân giải (super resolution) là việc thực hiện chụp nhiều tấm hình, sau đó xử lý để cho ra một tấm ảnh cuối có độ phân giải cao hơn. Về cơ bản, nó giúp bù đắp cho chi tiết thiếu hụt và khử nhiễu hiệu quả hơn.

Đây là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi trong thiên văn học, khi các cơ quan thiên văn gom nhiều tấm hình có độ phân giải thấp lại và tạo ra một tấm sắc nét hơn, độ phân giải cao hơn gấp nhiều lần. Một số máy ảnh cũng sử dụng cách này để tạo ra ảnh chụp 40MP, trong khi cảm biến chỉ ở mức 16MP.

Với sự tiến bộ của AI, siêu độ phân giải đang được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực cả nghiên cứu lẫn thực hành

Kỹ thuật siêu độ phân giải trên smartphone dựa trên cục bộ hóa điểm ảnh phụ (sub-pixel localization). Công nghệ sẽ xác định độ chính xác của bất kỳ điểm nào trong một tấm ảnh đến mức độ từng điểm ảnh phụ, bằng cách đối chiếu điểm đó trên nhiều khung hình khác. Thay đổi điểm nhìn chỉ một chút, nhưng giúp máy tái tạo lại điểm đó một cách trọn vẹn nhất.

Như vậy, máy sẽ chụp nhiều tấm ảnh có độ phân giải thấp, sau đó so sánh các điểm ở mỗi khung hình rồi tạo nên kết quả cuối. Thuật toán sẽ bù đắp những thiếu sót và hoàn thiện, dựa trên kho dữ liệu ảnh chụp mà bạn cung cấp.

Ai đang sử dụng siêu độ phân giải?

Huawei tận dụng siêu độ phân giải để cải thiện khả năng zoom

Rất nhiều hãng. Với giới hạn phần cứng của smartphone, rõ ràng các nhà sản xuất phải tận dụng tối đa khả năng về phần mềm trong tay để nâng cao chất lượng camera. Một cái tên tiên phong có thể kể ra là Oppo, với mẫu Find 7 sử dụng camera 13MP nhưng chụp ra ảnh 50MP. Asus cũng từng có tính năng tương tự, chụp ảnh 52MP hay 64MP từ camera chỉ 13MP, 16MP bằng cách chồng bốn ảnh ở độ phân giải thấp lên nhau.

Huawei là một hãng gần đây gây chú ý khi sử dụng công nghệ này. Với các flagship hàng đầu năm 2018 và 2019, họ dùng siêu độ phân giải để hỗ trợ khả năng zoom của máy. Camera ống kính tele/tiềm vọng chỉ là 8MP, nhưng ảnh chụp lại là 10MP.;

Google là một "phù thủy cameraphone" với thuật toán khiến giới công nghệ điên đảo. Trước khi Pixel xuất hiện, không ai nghĩ phần mềm camera lại có thể xuất sắc đến như thế. Hiện tại, tính năng Super Res Zoom dù không có phần cứng hỗ trợ, nhưng kết quả vẫn không thua các máy có zoom 2x quang học khi đủ sáng. Họ tận dụng rung lắc tự nhiên của tay người chụp để ghi nhận nhiều khung hình ở các góc nhìn khác nhau, dù chỉ xê dịch chút xíu. Dữ liệu đó được tổng hợp và xử lý, tăng cường độ sắc nét của ảnh.

Ảnh chụp zoom kỹ thuật số Pixel 2 (trái) và Super Res Zoom của Pixel 3 (phải)

Điều gì sẽ đến tiếp theo?

Với sự dẫn dắt của Huawei và Google, trong khi Apple năm vừa qua tỏ ra tụt hậu trong cuộc đua nhiếp ảnh di động, sẽ có thêm nhiều hãng Android khác đi theo. Việc xuất hiện các cảm biến có độ phân giải siêu cao như 40MP, 48MP hay gần đây là 64MP, người dùng càng dễ chụp được các tấm ảnh có độ phân giải lớn so với trước.

Khi tính năng zoom xa được Huawei và Oppo đẩy mạnh, càng cần đến siêu độ phân giải để chụp hybrid 10x, hay zoom kỹ thuật số 50x. Cùng với các "mánh khóe" để vượt qua không gian bó hẹp trên smartphone như gộp điểm ảnh, chế độ chụp đêm, xử lý HDR nâng cao,... siêu độ phân giải đang góp phần đưa nhiếp ảnh di động lên một tầm cao mới. 

Phần mềm sẽ tiếp tục là trọng tâm những năm tới với camera smartphone

Càng ngày camera trên smartphone càng tiến xa hơn so với vài năm về trước. Liệu 3-4 năm sắp tới, cải tiến nào sẽ trở thành xu hướng chủ đạo? Thật khó đoán!

Ambitious Man