Ống kính đơn giản tạo ra chất lượng hình ảnh tốt hơn, một lời hứa từ các nhà nghiên cứu

Các nhà nghiên cứu đưa ra thuật toán để cải thiện chất lượng hình ảnh

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học British Columbia và Đại học Siegen đã đưa ra một tập hợp các kỹ thuật chụp ảnh tính toán có thể cải thiện đáng kể chất lượng hình ảnh của ảnh chụp bằng máy ảnh DSLR được trang bị ống kính đơn thành phần đơn giản.

Các nhà nghiên cứu hứa hẹn chất lượng hình ảnh tốt hơn khi sử dụng ống kính đơn giản, bên trái là mẫu ảnh gốc và bên phải là mẫu ảnh đã qua chỉnh sửa.

Thay thế ống kính máy ảnh phức tạp bằng các lựa chọn thay thế đơn giản hơn

Ống kính cho máy ảnh hiện đại là một thiết bị rất phức tạp: vì mỗi thành phần thủy tinh đều tạo ra quang sai và biến dạng hình ảnh của riêng nó, các nhà sản xuất phải đặt nhiều thành phần thủy tinh, với nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, với mục đích loại bỏ quang sai của nhau . Kết quả là, một ống kính chất lượng tốt có thể có tới hơn 20 thấu kính, dẫn đến hậu quả trực tiếp đến giá cả và trọng lượng của nó.

Trong một giấy được thực hiện cho hội nghị SIGGRAPH uy tín, một nhóm các nhà nghiên cứu Canada và Đức đã đưa ra một cách tiếp cận thay thế. Thay vì những ống kính phức tạp ngày nay, họ quay trở lại những điều cơ bản và sử dụng một ống kính rất đơn giản và rẻ tiền, như nó đã được sử dụng ngày xưa, sau đó sử dụng một số thuật toán thông minh để cải thiện hình ảnh thu được trong quá trình xử lý hậu kỳ. Các thuật toán không phải là phép thuật, mà là phép toán khó và cốt lõi của bài báo này.

Các thấu kính đơn giản tạo ra chất lượng hình ảnh tốt hơn bằng cách sử dụng các thuật toán

Với mục đích nghiên cứu, họ đã sử dụng một máy ảnh SLR kỹ thuật số hiện đại chỉ có các thành phần thấu kính đơn được chế tạo tùy chỉnh như thấu kính phẳng-lồi hoặc hai mặt lồi, và các thấu kính kép achromatic. Kết quả là chất lượng hình ảnh có thể so sánh với chất lượng hình ảnh của các máy ảnh ngắm và chụp thương mại cho khẩu độ khoảng f / 4.5, nhưng chất lượng bị giảm sút đối với khẩu độ lớn hơn từ f / 2 trở lên. Mặc dù các thành phần thấu kính đơn lẻ sẽ không thay thế được một ống kính cao cấp, nhưng việc sử dụng các kỹ thuật như vậy có thể góp phần đơn giản hóa cấu tạo ống kính và do đó, giảm giá và trọng lượng.

Được thử nghiệm trên một ống kính thương mại như Canon 28–105 mm, sử dụng phương pháp này vẫn có thể cải thiện hình ảnh thu được, do đó, các thuật toán có thể có mục đích sử dụng chung, không bị ràng buộc riêng với các thành phần thấu kính đơn lẻ.

Các nhà nghiên cứu vẫn còn một chặng đường dài phía trước để cải thiện ống kính

Còn nhiều việc phải làm; hiện tại, các nhà nghiên cứu đang giải mã các hình ảnh với các chức năng trải điểm (PSF) được hiệu chỉnh cho một độ sâu cảnh duy nhất. Điều này có thể được cải thiện bằng cách thực hiện giải mã với PSF cho các độ sâu và bước sóng hình ảnh khác nhau. Việc tối ưu hóa như vậy có thể được thực hiện khi biết các thông số của hệ thống quang học. Có rất nhiều chỗ để cải thiện và cuối cùng chúng ta có thể có những ống kính đơn giản tạo ra chất lượng hình ảnh tốt hơn.

Nếu bạn quan tâm đến các chi tiết nhỏ và phép toán kèm theo, toàn bộ giấy có sẵn để đọc.