Công nghệ chống rung trên Google Pixel 2, Pixel 2 XL có thể tạo nên ảnh chụp hoặc video cực kì ổn định - Thậm chí, đây còn là công nghệ của tương lai.

Công nghệ chống rung của Google được gọi với cái tên Fused Video Stabilization, đây là sự kết hợp của chống rung quang học và chống rung điện tử (bằng phần mềm, lẫn phần cứng).

Điểm mạnh khá rõ của Fused Video Stabilization là có thể chạy trên mọi chế độ quay video, dù là 60fps hay 4K. Đồng thời có thể xử lý các hiện tượng như sau:

• Rung động trên camera
• Độ thở của người dùng khi quay video
• Rolling Shutter sẽ gây ra hiện tượng Jello
• Mờ nhòe khung hình

Cơ chế hoạt động khá đơn giản, chỉ trải qua 4 bước 

Cơ chế hoạt động của công nghệ Fused Video Stabilization

Bước 1: Ghi nhận hình ảnh.

Cảm biến ghi nhận tất cả các hình ảnh trong video ở dạng từng khung hình riêng biệt. Tiếp đến các khung hình bị rung sẽ được tổng hợp và xếp hàng để chờ xử lý riêng, và dữ liệu lúc này vẫn đang ở dạng thô.

Bước 2: Phân tích chuyển động

Máy sử dụng con quay hồi chuyển (gyroscope) để ghi nhận chuyển động theo trục ngang, dọc, tiếp đến là hệ thống chống rung quang học OIS sẽ ghi nhận các rung động trục X và trục Y. Ngoài ra do đặc thù về phần cứng, Google còn ghi nhận thêm về dữ liệu trục Z. 

Ngoài trục ngang dọc và X, Y thì hệ thống của Google còn ghi nhận thêm trục Z

Toàn bộ dữ liệu sẽ được bộ xử lý hình ảnh ghi nhận với tốc độ lên đến 200 lần mỗi giây, và chip xử lí sẽ không chỉ có được thông tin về rung động, mà còn có thể nhận diện sự méo mó trong bức ảnh được tạo nên bởi Rolling Shutter. 

Bên trái là dữ liệu đã bị chậm 3 mili giây so với dữ liệu ảnh, bên phải là đã được xử lý trên Google Pixel 2

Tiếp đến, các thuật toán đặc biệt sẽ tổng hợp dữ liệu, tính toán và tổng hợp đề bù trừ cho khung hình bị rung động một cách hợp lý. Để mọi thứ được chính xác, Gogle phải xử lý và đồng bộ nhịp nhàng giữa các dòng dữ liệu, tránh hiện tượng khung hình đã ghi nhận nhưng không có dữ liệu cho việc xử lí

Bước 3: Lọc, dự đoán và xử lý mọi thứ.

Tất cả dữ liệu đã xử lý sẽ được chuyển sang một bộ lọc chuyển động. Bằng cách sử dụng hình ảnh của các khung hình trước, thuật toán với machine learning sẽ phân tích, dự đoán chuyển động tiếp theo, và dựa theo những gì đã tính toán, chip xử lý sẽ cho ra kết quả ảnh bị rung theo hướng nào cho việc xử lý (gọi là Lookahead filtering)

Lookahead filtering là công nghệ được cải tiến và cũng là ưu điểm của chống rung điện tử, rõ ràng nếu phán đoán được mọi thứ sẽ diễn ra, biện pháp xử lí đề ra luôn dễ hơn hẳn.

Trong quá trình dự đoán, máy cũng sẽ dùng bộ lọc Gaussian để khử rung ở mức cơ bản

 

Một khuôn mẫu được Google lập trình trước sẽ được đưa vào nhận diện chuyển động, chẳng hạn nếu lia máy ngang, nó sẽ giảm chống rung chiều dọc để tối ưu cho chiều mà chúng ta đang quay. 

Bước 4: Tối ưu cho từng khung hình

Đặc biệt khi quay video trong điều kiện thiếu sáng, chắc chắn đa phần thiết bị sẽ nhận ra tình trạng rung, nhòe, đặc biệt trên các máy có cảm biến kích thước nhỏ. 

Để xử lý, Google đã áp dụng thuật toán nhìn vào từng khung hình cụ thể, tiếp đến đánh dấu các vùng nhòe để có thể xử lý riêng biệt. Họ dịch chuyển vùng bị nhòe trùng với chiều di chuyển của khung hình, giúp đánh lừa đôi mắt của người xem, từ đó khiến chúng ta nghĩ rằng đoạn video không bị rung. 

Bên trái là video chưa có OIS, và bên phải là video đã có xử lí OIS (Chú ý độ nét của chữ EXIT)

Công nghệ không mới, nhưng cách áp dụng của Google cực kỳ thông minh.

Việc kết hợp phần cứng và phần mềm đã được ứng dụng từ khá lâu, nhưng với gã khổng lồ, họ cải tiến và đưa lên một tầm cao mới với cách kết hợp chống rung quang học và thuật toán mang tính hiệu quả hơn. 

Video đã mô tả lại chi tiết về quá trình xử lý cả một đoạn video

Google cũng nhấn mạnh, Fused Video Stabilization là nỗ lực với quy mô lớn từ sự hợp tác của nhiều bộ phận khác nhau trong công ty của mình, từ phát triển thuật toán camera, cảm biến ảnh, cảm biến cho đến các đơn vị nghiên cứu về phần cứng.

So với Google Pixel đời đầu, có thể thấy Google đã làm rất tốt ở phần mềm, dù phần cứng vẫn chưa thể sánh bằng các đối thủ. Với sự phân mảnh ở Android, khó có thể nói công nghệ này sẽ được nhiều hãng khác áp dụng hay không, nhưng series Google Pixel hiện nay đã được xem là tiêu chuẩn của điện thoại Android, và chúng ta hoàn toàn có thể kỳ vọng một bản cập nhật Google Camera để mang công nghệ chống rung này lên nhiều loại smartphone khác trong thời gian tới.

Tú Anh

Theo Google