Công thức bí mật của Qualcomm để smartphone có thể chụp được ảnh đẹp

Để có được một tấm ảnh đẹp không chỉ cần kĩ năng của người dùng điện thoại cũng phải có phần cứng phù hợp.

Hãy cùng tìm hiểu xem phần cứng ảnh hưởng như thế nào đến khả năng chụp ảnh của smartphone. Đặc biệt là vai trò quan trọng của bộ xử lý hình ảnh (ISP).

Làm thế nào smartphone có thể xử lý hình ảnh?

Để có thể chuyển lượng ánh sáng thu được từ cảm biến camera sang một tấm hình tuyệt đẹp là cả một quá tính phức tạp yêu cầu xử lý một lượng lớn dữ liệu. May thay, máy ảnh kỹ thuật số và smartphone đều xử lý quá trình này theo cách tiết kiệm năng lượng nhất nhờ vào ISP chuyên dụng.

Qualcomm đã tích hợp ISP này vào bộ xử lý của hãng, trong đó tối tân nhất là ISP Spectra 380 bên trong Snapdragon 855. Đây là bộ xử lý chuyên dụng dành riêng cho chụp ảnh và quay video nằm bên cạnh CPU cùng các thành phần xử lý khác.

Một ISP được xây dựng để có thể xử lý một số nhiệm vụ khi chụp ảnh và quay video. Lúc bắt đầu, ISP bên trong điện thoại sẽ chạy thuật toán lấy nét tự động để làm hình ảnh trở nên sắc nét. Với ISP của Qualcomm, bộ xử lý hỗ trợ các cảm biến pha kép để lấy nét tốc độ cực nhanh, quan sát và điều chỉnh màu sắc, cân bằng trắng cũng như phơi sáng trong thời gian thực để bức ảnh không trở nên quá sáng hoặc quá tối. Tất cả những điều này được thực hiện trước khi bạn nhấn nút chụp.

Khi bạn nhấn nút chụp, ISP sẽ thu lấy các pixel cảm biến màu đỏ, xanh lục, xanh lam và tính toán hình ảnh màu với độ phân giải đầy đủ từ chúng. Điều này được thực hiện bằng một quá trình có tên gọi là Demosaicing. Có rất nhiều thuật toán Demosaicing khác nhau có thể được sử dụng nhưng hầu hết chúng đều tô màu cho mỗi pixel theo cách mắt bạn có thể nhìn thấy được.

Khi ISP có dữ liệu ảnh RAW, nó có thể cải thiện chất lượng tấm ảnh bằng HDR, tính toán giảm nhiễu. Những thuật toán có thể được sử dụng trong giai đoạn này để điều chỉnh độ mờ của ống kính hoặc biến dạng cong. Sau cùng là công đoạn mã hóa lượng lớn dữ liệu RAW thành ảnh định dạng JPEG nhỏ hơn để người dùng có thể xem và chia sẻ.

Camera smartphone sở hữu số MP càng lớn thì càng yêu cầu nhiều quá trình xử lý nhiều hơn trong mỗi công đoạn. ISP Spectra 380 được thiết kế để hỗ trợ tất cả những tính năng trên một cảm biến có kích thước lên đến 48MP. Ngoài ra, nó cũng hỗ trợ trên hai camera 22 MP cùng lúc, nghĩa là người dùng có thể sử dụng camera đồng thời để thu thập thông tin độ sâu nhằm tạo hiệu ứng bokeh hoặc chụp ảnh bằng cả camera trước và sau.

Điều gì khiến cho ISP Qualcomm trở nên đặc biệt?

Qualcomm đã tích hợp bên trong ISP Spectra là những công nghệ và thuật toán tự phát triển để thực hiện các tác vụ thông thường. Bao gồm giảm nhiễu hình ảnh, tự động lấy nét kép và không có độ trễ màn trập khi chụp ảnh.

Không có độ trễ màn trập

Công nghệ này của Qualcomm đảm bảo rằng sẽ không có độ trễ nào khi nhấn nút chụp, có thể chụp ảnh liên tục khi ứng dụng camera đang mở và hoạt động ở tốc độ khung hình 30 FPS. Khi nhấn nút chụp, màn trập sẽ đóng lại ngay lập tức và chuyển dữ liệu qua ISP để xử lý.

Công nghệ này còn được sử dụng để chụp ảnh liên tục để thêm dữ liệu cho các quá trình xử lý hình ảnh khác như HDR, giảm nhiễu đa khung hình. và mục đích sử dụng chính vẫn là thu được hình ảnh mong muốn mà không có độ trễ nào.

Giảm nhiễu đa khung hình

Tên công nghệ cho thấy cách mà nó hoạt động, thay vì chỉ sử dụng một hình ảnh duy nhất cho thuật toán khử nhiễu, ISP Spectra sử dụng dữ liệu từ nhiều khung hình để giúp tăng cường cải thiện chất lượng hình ảnh hơn nữa.

Theo định nghĩa thì nhiễu là biến dạng ngẫu nhiên theo thời gian. Tuy nhiên, các chi tiết thực sự trong khung hình là giống nhau. Bằng cách chụp nhiều ảnh liên tục với tốc độ nhanh thì có thể xác định được pixel nào thay đổi nhiều do nhiễu và nhiễu ở mức độ nào.

Điều này giúp ISP Spectra xác định được thuật toán khử nhiễu nhiều hay ít, cần thiết để cải thiện chất lượng hình ảnh và nâng cao khả năng thích ứng với môi trường đang chụp. Công nghệ này thực sự tuyệt vời khi chụp trong điều kiện ánh sáng yếu nơi hình ảnh thu được thường rất nhiễu.

Tự động lấy nét kép

Ngoài tính năng tự động lấy nét cơ bản, ISP Spectra còn được trang bị các cảm biến tự động lấy nét theo pha. Công nghệ này hoạt động bằng cách sử dụng độ lệch pha trong ánh sáng để nắm bắt tốt hơn khoảng cách của các đối tượng trong khung cảnh, giúp lấy nét nhanh hơn và chính xác hơn. Thêm vào đó, Qualcomm cũng hỗ trợ công nghệ lấy nét tự động bằng laser để lấy nét chính xác ngay cả trong điều kiện ánh sáng rất yếu.

Tự động lấy nét kép kết hợp tất cả những công nghệ trên với thuật toán tự phát triển có thể tận dụng tối đa chúng. ISP Spectra có thể chuyển đổi giữa các công nghệ với nhau hoặc sử dụng tất cả cùng một lúc để đảm bảo lấy nét hoàn hảo cho tấm ảnh. Với ISP Spectra, điện thoại có thể nhanh chóng lấy nét với các chuyển động nhanh, chụp macro và kể cả trong điều kiện ánh sáng yếu.

Theo Thế Giới Di Động