Công nghệ AI và máy chụp ảnh

FastEhome.com- Đăng kí mở Shop bán hàng miễn phí Trí tuệ nhân tạo đang được ứng dụng trong rất nhiều thiết bị công nghệ, trong đó có cả máy ảnh. AI - trí tuệ nhân tạo giúp thực hiện được chuỗi thao tác kỹ thuật phức tạp hơn chứ không phải thay thế người chụp. Thậm chí chúng ta cũng đã thấy chiếc DJI RoboMaster S1 trông như T-1 từ Terminator 3: Rise of the Machines. Ngoài ra, AI trong máy ảnh cũng có thể học như những máy học trong các thiết bị công nghệ khác, nhằm cải thiện mỗi lúc hiệu dụng hơn các tính năng cụ thể khác, như lấy nét tự động chính xác và nhanh hơn, nhận diện phân loại chủ thể để có tính toán hiệu quả hơn...

Robot DJI RoboMaster S1

AI trong máy ảnh
Chúng ta nghe quảng cáo rất nhiều về AI của các hãng làm Camera điện thoại, thực tế là các hãng máy ảnh cũng ứng dụng khá nhiều rồi. Những tính năng trên điện thoại như AI truy vấn kho ảnh khổng lồ các thể loại chủ đề ảnh, đa dạng và đối chiếu để tự động nhận diện bạn đang chụp thể loại ảnh gì, đưa ra tính toán về màu sắc hay đề nghị thu nhận ánh sáng thế nào cho hài hòa, tương phản phù hợp, đo sáng hay lấy nét chính xác; máy ảnh thì Sony là hãng nói rất nhiều đến AI trong tính năng Real-time tracking AF, real-time Eye AF ... Bởi thế, chúng ta mới thấy hệ thống ghi nhận hình ảnh của máy ảnh không gương lật có lợi thế phát triển công nghệ AI nói riêng là thế nào. Nó có thể phân tích dữ liệu hình ảnh theo thời gian thực ngay trên cảm biến trước khi bấm máy, vấn đề là từ dữ liệu thô ấy, AI nào thông minh và chính xác hơn thôi. Chúng ta thấy ban đầu nghe về AI trên cảm biến nhỏ của điện thoại như một xu hướng, rồi dần dần xuất hiện trên các máy cảm biến Crop-Frame, trên một số DSLR và dĩ nhiên là các dòng MRL. Sony phát triển rất nhanh và mạnh về công nghệ cảm biến, Exmor RS đang được họ dùng cho cả chiếc RX100 phiên bản mới nhất và cả dòng cao hiện tại là A9.


Khi hiểu cơ bản AI như cỗ máy phát triển các quy tắc hoạt động dựa trên tập dữ liệu hoặc thông tin, nó cũng có thể học thêm dựa trên thói quen người dùng để ghi nhận thêm quy tắc bổ sung. Chẳng hạn về hệ thống lấy nét tự động, trong một tình huống tương phản ánh sáng, máy sẽ thực hiện đơn giản. Nhưng bạn dừng lấy nét/ đo sáng ở vùng ảnh được chọn có độ tươg phản lớn nhất, rồi bạn thêm một số quy tắc bổ sung mới, nhấn mạnh đối tượng gần hơn chẳng hạn. Công nghệ của máy học tạo ra quy tắc riêng để tự động lấy nét / đo sáng bằng cách tạo ra tập hợp dữ liệu phức tạp hơn để làm việc và áp dụng thực tế với thông tin đó trong những trường hợp tương tự khác.
Khi Olypus ra mắt chiếc OM-D E-M1X, họ có nói về AI của họ trong chiếc máy ảnh này, và nếu không lầm thì đây là chiếc máy được nói về AI đầu tiên. Olympus sử dụng công nghệ học (“Deep Learning Technology”), họ thử nghiệm với ảnh của các phương tiện di chuyển của xe hơi, máy bay, tàu lửa... cho máy ghi hình nhìn thấy theo thời gian thực khi hình ảnh có trên cảm biến, tính toán giải pháp lấy nét tốt nhất các chủ đề này, rất nhiều hình ảnh khác nhau được ghi nhận, tìm xem bức ảnh nào đẹp hơn về những phương tiện di chuyển ấy, và tạo ra quy tắc cụ thể giúp cho hệ thống lấy nét tự động (AF) của máy khi khóa nét đối tượng. AI của E-M1X học lấy nét nhanh một chủ thể chuyển động vút qua và cả xác định điểm lấy nét là chỗ nào là cần lấy nét, như tìm ra cái mũ bảo hiểm của người lái xe máy để lấy nét là nơi cần lấy nét chẳng hạn.


Máy ảnh không gương lật Olympus OM-D E-M1X
Máy ảnh DSLR có cơ chế ghi nhận hình ảnh qua gương lật, không thể phân tích hình ảnh như là nguồn ữ liệu đầu vào theo thời gian thực như máy ảnh không gương lật. Nhờ đó, hệ thống lấy nét có thể dự đoán dựa vào rất nhiều dữ liệu để xác định được điểm lấy nét phù hợp, ví dụ như thay vì theo vị trí người lái xe thì nó sẽ tính toán được khoảng cách sau khi đối chiếu dữ liệu ảnh trước đó và dự đoán xe lao tới đúng vị trí có bối cảnh muốn ghi hình mà nó thấy là đẹp.

Phát hiện chủ thể thông minh AF trên Olympus OM-D E-M1X

Sẽ vô cùng khó khăn và thời gian để tạo ra chuỗi quy tắc cho một chương trình thực hiện tất cả các theo dõi hình ảnh nâng cao như thế. Nhờ máy học (machine learning) thời gian được rút ngắn và hiệu quả hơn, và thành thực mà nói thì nó làm tốt hơn con người có thể. Càng lúc nó càng làm phong phú kho hình ảnh và thuật toán có thể càng nhanh và chính xác hơn. Các bản cập nhật luôn cải tiến nhiều tính năng hay ho và hiệu quả hơn cho máy ảnh.
Hiện tại và tương lai
Mình từng được nghe trình bày một slide về “Sony x AI” khi Sony ra mắt A6600 và các máy MRL FF của họ. Các hãng khác như Canon khi ra mắt R và Nikon với dòng Z hay Fuji với X-T30 hay X-Pro3 ... tuy không nói hoặc chỉ nhắc đến nhưng trong các máy ảnh của họ chứa cỗ máy AI rất mạnh. Mình chưa được trải nghiệm thực tế nhiều chiếc máy Pro 1Dx MIII nhưng hôm trên tay nhanh tại Canon Việt Nam, thì cảm giác là AI rất khủng khi dùng Live-view với hệ thống lấy nét. Các hãng máy ảnh đều đầu tư rất nhiều tính năng và phát triển hệ thống máy ảnh của họ. Thực sự mà nói, đôi lúc cảm giác mình theo không kịp, cả về nhu cầu và sự năng động của bản thân để khai thác trong khi sử dụng.

Tính đến hiện tại, là đầu năm 2020, các hệ thống máy ảnh sử dụng AI vẫn đang mới tập trung thuật toán xác định tìm đối tượng hoặc xác định vị trí tốt nhất để lấy nét, đặc biệt các đối tượng di chuyển. Lấy nét nhận diện khuôn mặt, chủ thể, mắt người mắt động vật, người mẫu di chuyển nhanh, thể thao... Tưởng tượng sẽ đến lúc, việc tinh chỉnh cài đặt lấy nét tự động sẽ không còn làm bạn mất thời gian nữa. Khi quay video hay chụp hình đua xe chẳng hạn, máy ảnh tự nhận ra những chiếc xe, rồi tự động chuyển các cài đặt theo dõi chúng. Khi cuộc đua kết thúc, chụp thêm tấm hình toàn cảnh, tấm chân dung người chiến thắng, máy ảnh tự chuyển sang chế độ khóa nét vào mắt, giữ ở đó cho bạn bấm nút ghi hình. Khỏe!


Eye AF thời gian thực trên Sony Alpha a6600

Với cụm camera của điện thoại, chúng ta thấy khá nhiều thuật toán, ấn tượng nhất có thể kể đó là khả năng chụp ảnh trong bối cảnh thiếu trầm trọng ánh sáng, ban đêm; hay thuật toán chụp ảnh chân dung xử lý tách chủ thể và nền ảnh, làm mờ nhòe nền ảnh để nhấn mạnh chủ thể chính; hay thuật toán chụp cận cảnh đối tượng để phóng đại chủ thể như kỹ thuật macro cũng vậy. Càng nhiều thuật toán, và mỗi ngày mỗi tiến bộ hơn, làm tốt hơn về kỹ thuật xử lý hình ảnh, người dùng càng dễ dàng sử dụng và có những bức ảnh vừa ý hơn, cả trong tình huống mà trước đây dùng máy ảnh vẫn là rất khó. Ví dụ, tấm hình dưới đây, chiếc iPhone Pro xử lý rất nhanh, ghi nhiều tấm ảnh, phân tính dữ liệu hình ảnh và tạo ra tấm kết quả đủ sáng và sắc nét.

Chế độ chụp bình thường (trái) - Chế độ chụp ban đêm (Phải)

Nhìn về tương lai, công nghệ AI trong máy ảnh sẽ giúp đơn giản hơn rất nhiều cho người chụp ảnh. Thuật toán giúp chụp đêm giảm nhiễu hiệu quả, hệ thống lấy nét chính xác, nhanh kết hợp với chụp liên tiếp không trượt phát nào hay là hệ thống xử lý màu sắc theo từng vùng đặc trưng và cả tùy sở thích thói quen người dùng... và hy vọng sẽ có một đột phá nào đó về công nghệ AI ngoài khả năng tưởng tượng sẽ xuất hiện trong vài năm tới.