Khám phá vi xử lí trên máy ảnh kĩ thuật số

16/02/2016, 10:08 AM

Để một hình ảnh thực tế được tái hiện thành hình ảnh số trên màn hình là sự kết hợp tuyệt vời giữa các bộ phận khác nhau trong máy ảnh. Trong đó, không thể không nhắc đến bộ vi xử lí hình ảnh. Có thể các thông tin chuyên sâu về kĩ thuật làm nhiều người không quan tâm nhưng nếu bạn sống với máy ảnh, ăn ngủ cùng máy ảnh, tự tin trằng mình hiểu máy ảnh đến từng chân tơ kẽ tóc mà lại không nắm được những thông tin này thì đó là một thiếu sót rất lớn.

Khám phá vi xử lí trên máy ảnh kĩ thuật số

Một bộ xử lý hình ảnh hay vi xử lý ảnh, chip xử lí ảnh là một bộ xử lý chuyên ngành tín hiệu kỹ thuật số (DSP) được sử dụng để xử lý hình ảnh trong máy ảnh kỹ thuật số. Bộ xử lý hình ảnh thường sử dụng song song với công nghệ SIMD hoặc MIMD để tăng tốc độ và hiệu quả. Để tăng sự tích hợp hệ thống trên các thiết bị nhúng, bộ vi xử lí hình ảnh thường được cấu tạo với kiến trúc đa lõi. Trong máy ảnh, bộ vi xử lí là đầu não cùng lúc thực hiện hàng loạt các nhiệm vụ khác nhau.

Có thể bạn quan tâm: Màn trập và tốc độ màn trập máy ảnh

Thực hiện quá trình Demosaicing

Như Binhminhdigital Hà Nội đã có bài viết về quá trình xử lí màu trên cảm biến máy ảnh trước đó, mỗi photodiode làm việc trong một bộ cảm biến hình ảnh chỉ có màu lục xám. Để có được hình ảnh màu sắc, chúng phải nhờ vào mô hình bộ lọc Bayer với các màu khác nhau: đỏ, xanh lá cây và xanh dương (RGB). Quá trình này khá phức tạp và liên quan đến một số hoạt động khác nhau. Chất lượng của nó phụ thuộc phần lớn vào hiệu quả của các thuật toán áp dụng cho các dữ liệu thô từ các cảm biến.

Bộ xử lý hình ảnh đánh giá các dữ liệu màu sắc và độ sáng của một điểm ảnh được đưa ra, so sánh chúng với các dữ liệu từ các điểm ảnh lân cận và sau đó sử dụng một thuật toán để demosaicing sản xuất một màu thích hợp và giá trị độ sáng cho các điểm ảnh. Bộ xử lý hình ảnh cũng đánh giá toàn bộ hình ảnh để đoán xét sự phân bố chính xác của tương phản. Bằng cách điều chỉnh các giá trị gamma (nâng cao hay hạ thấp dải tương phản giữa tông màu của hình ảnh) tỷ lệ hao hụt âm tinh tế trở nên thực tế hơn (chẳng hạn như da người hoặc màu xanh của bầu trời).

Giảm ồn

Ồn là một hiện tượng xảy ra trong bất kỳ mạch điện tử nào. Trong nhiếp ảnh kỹ thuật số, hiệu ứng của nó thường có thể nhìn thấy qua sự xuất hiện của các điểm màu khác trong một khu vực đồng màu. Khi cài đặt ISO cao, các tín hiệu điện tử trong cảm biến được khuếch đại, cùng lúc làm tăng mức độ tiếng ồn, dẫn đến giảm tỷ lệ tín hiệu nhiễu. Bộ xử lý hình ảnh sẽ tách tiếng ồn từ các thông tin hình ảnh và loại bỏ nó.

Tạo độ sắc nét cho hình ảnh

Khi các giá trị màu sắc và độ sáng cho mỗi điểm ảnh được nội suy, hình ảnh có thể được làm mềm và một vài trường hợp xảy ra hiện tượng mờ. Để duy trì độ rõ ràng và chi tiết tốt, bộ xử lý hình ảnh phải làm sắc nét các cạnh và đường nét để tạo độ ấn tượng sâu đậm cho hình ảnh. Theo đó, bộ xử lí hình ảnh sẽ phát hiện các cạnh “có vấn đề” một cách chính xác và tái tạo chúng trơn tru nhưng vẫn không quá sắc nét nhằm tránh hiện tượng phản tác dụng.

Một số loại vi xử lí với các thương hiệu khác nhau

Người dùng đang sử dụng các sản phẩm vi xử lí theo tiêu chuẩn công nghiệp, ứng dụng các sản phẩm tiêu chuẩn (ASSP) hoặc các mạch tích hợp ứng dụng cụ thể (ASIC). Bộ vi xử lí có thể được phát minh mới hoàn toàn như DIGIC của Canon, EXPEED của Nikon, Olympus TruePic, VENUS Engine của Panasonic, BIONZ của Sony… hay được phát triển dựa trên những mẫu chip đã có sẵn như: Leica – MAESTRO, Olympus – TruePic hay Sigma – True…

Tin tức liên quan

Những điều cần biết về tiêu cự ảnh kỹ thuật số(1/08/2016)

Ảnh hưởng của ISO trong các tình huống(14/07/2017)

Tỉ lệ hình ảnh và những vấn đề liên quan(21/03/2016)

Các thuật ngữ đèn flash phần II(13/04/2017)

Tìm hiểu về độ sâu trường ảnh DOF và quy đổi tương đương ống kính(11/11/2017)