Một loại ống kính camera hình dạng đặc biệt cùng phương thức xử lý hình ảnh độc đáo đã được phát triển thành công. Công nghệ này sẽ đảm bảo những bức ảnh chụp bằng điện thoại di động (ĐTDĐ) sẽ trở nên rõ nét hơn gấp nhiều lần so với hiện tại.

Các hình ảnh bị mờ là do hiện tượng "mất thông tin" ảnh khi ống kính chụp.

TS vật lý Andy Harvey mô tả công nghệ này như "một hệ thống đơn giản, với các ống kinh đơn giản", vốn tập trung vào một bộ mã hoá quang học để không có thông tin nào trong các hình ảnh bị mất.

Được phát triển chủ yếu từ công nghệ camera nhìn đêm dùng trong quân sự, công nghệ ống kính chụp ảnh này có thể sẽ được vận dụng để đưa vào trong các loại điện thoại chụp hình. Chất lượng của các hình ảnh chụp từ ĐTDĐ cũng đang tăng lên nhanh chóng, với các model đời mới nhất có thể chụp hình ảnh độ phân giải tới 1,3 megapixel.

TS Harvey, một chuyên gia về quang học của ĐH Heriot Watt, đồng thời là chủ nhiệm Khoa Lượng tử và Quang học của Viện Vật lý Anh (IOF), đã công bố nghiên cứu về công nghệ ống kính chụp ảnh mới này tại cuộc hội thảo quang học Photon 04 của IOF.

Rõ nét cả mũi gần, cây xa

Độ sâu của nền ảnh và việc đảm bảo độ rõ nét cho cả tiền cảnh và hậu cảnh luôn là một vấn đề hóc búa đối với các hệ thống chụp ảnh. Hiện tượng các hình ảnh bị mờ xảy ra khi thông tin của ảnh bị mất đi trong quá trình xử lý.

Nhóm nghiên cứu của TS Harvey, cộng tác cùng Công ty QinetiQ - trước là cơ quan nghiên cứu phòng thủ Dera của quân đội Anh, đã phát triển ra một loại ống kính mã hoá quang học dành cho các loại camera cảm biến nhiệt.

Hình ảnh sử dụng phương thức mã hoá truyền thống (bên trái) bị mờ, còn hình ảnh mã hoá bằng Wavefront (bên phải) giữ nguyên được các chi tiết nhỏ sắc nét.

Sử dụng phương pháp mã hoá wavefront, hệ thống này mã hoá hình ảnh để có thể giữ cho chúng không bị mất đi bất kỳ thông tin nào. Công nghệ mã hoá wavefront ban đầu do TS Edward Dowski, ĐH Colorado, đưa ra nhằm sử dụng trong kính hiển vi.

TS Harvey giải thích: "Hệ thống của chúng tôi cho phép chụp một hình ảnh không bao giờ bị mờ đi do quá trình xử lý. Vì vậy, nếu tôi muốn chụp một bức ảnh ngay sát chiếc mũi của mình cùng với một chiếc cây ở đằng xa, tôi có thể ghi lại hình ảnh rõ nét của chúng cùng một lúc. Nghiên cứu trên đặc biệt thú vị đối với ngành công nghiệp an ninh quân sự, vì quân đội muốn mọi người lính có thể dễ dàng mang theo thiết bị nhìn và chụp hình bằng công nghệ cảm biến nhiệt. Nghiên cứu đặc biệt của chúng tôi nhằm phục vụ mục đích sử dụng trong quân sự. Họ sử dụng các hệ thống rất đắt tiền, nhưng ngay khi họ bước ra ngoài hiện trường, các hình ảnh chụp đã bị mờ đi".

Hiện nay, để khắc phục hiện tượng mờ ảnh này, cần thêm các thành phần ống kính khác vào camera ghi hình ảnh nhiệt để loại bỏ hiện tượng mờ hình. Điều đó đồng nghĩa với việc các hệ thống camera nhiệt sẽ... nặng thêm và có chi phí cao hơn. Việc sử dụng thêm các hệ thống ống kính mở rộng có thể làm tăng gấp rưỡi chi phí của các thiết bị ghi hình nhiệt.

TS Harvey cho biết: "Sản phẩm của chúng tôi nhẹ hơn, và đồng nghĩa bạn có thể chỉ cần hai ống kính thay vì năm ống như trước, và không hề có thêm các linh kiện cồng kềnh cần lắp vào và làm tăng khối lượng".

Các ống kính này có một hình dạng đặc biệt và được phủ hoá chất bề mặt, ngoài ra còn sử dụng các thuật toán theo tiêu chuẩn công nghiệp để mã hoá và giải mã thông tin hình ảnh. Các ống kính được bao phủ bởi một lớp germanium cực mỏng, tương đương độ dày một sợi tóc. Đây là một chất bán dẫn thường được sử dụng trong các transistor của bộ xử lý và các thiết bị cảm biến hình ảnh.

"Chúng tôi có thể giải mã thông tin theo công nghệ này bằng một máy tính. Nên thay vì phải mất 1.000 bảng Anh cho các ống kính lắp thêm, bạn sẽ chỉ phải bỏ ra 1 bảng cho một bộ xử lý máy tính".

Sức mạnh pixel

Công nghệ ống kính chống mờ ảnh sẽ giúp ĐTDĐ chụp được những bức ảnh rõ nét hơn rất nhiều so với hiện nay.

TS Harvey cho biết do hầu hết các loại ĐTDĐ "thông minh" thế hệ mới đều có sức mạnh xử lý của máy tính được tích hợp sẵn, nên hệ thống mã hoá hình ảnh này cuối cùng có thể được sử dụng như một công nghệ chụp ảnh đặc biệt rõ nét trên ĐTDĐ "thông minh".

"Các yêu cầu đối với mục đích sử dụng quân sự đòi hỏi công nghệ này phải có chi phí sản xuất thấp, và đó là điều mà bạn cần đối với các loại ĐTDĐ. Bạn muốn chỉ cần giơ máy lên và luôn có hình ảnh rõ nét mà không cần điều chỉnh tiêu cự. Cái bạn cần cho hệ thống này chỉ là một máy tính, vốn là khả năng luôn có trong các loại điện thoại hiện đại mới." - ông nói.

Ông Mark Squires, một người phát ngôn của Nokia, cho biết đó có thể là một bước phát triển rất hữu ích đối với các loại camera ĐTDĐ trong tương lai: "Trong các thiết bị nhỏ, điều phải cân nhắc nhiều nhất là kích thước và mức tiêu hao điện năng. Camera ĐTDĐ đang đi theo con đường phát triển tương tự của camera số. Một khi chúng đã tiếp cận được với công nghệ phổ biến, các ống kính sẽ dần trở nên quan trọng hơn. Và nếu có cách để cải tiến các ống kính này, chúng tôi sẽ rất quan tâm tới. Công nghệ này có thể mang lại nhiều ý nghĩa hơn là các ứng dụng quân sự ban đầu, và việc các phát triển cho mục đích quân sự tìm ra con đường trở thành sản phẩm thương mại vẫn là chuyện thường thấy từ trước tới nay".

Ông Squires (Nokia): "Chúng tôi đã đi từ độ phân giải thấp tới VGA, và hiện đã đạt mức 1,3 megapixel.

Hiện tại, các nhà sản xuất thiết bị di động đang chú trọng vào việc cải tiến chất lượng phân giải của ảnh (số pixel mà một bức ảnh ghi lại được) và kích thước của các hình ảnh. Ông Squires cho biết: "Chúng tôi đã đi từ độ phân giải thấp tới VGA, và hiện tại đã đạt được mức 1,3 megapixel. Càng nhiều điểm ảnh (pixel), độ rõ nét của bức ảnh càng cao. Do đó, chúng tôi đang nâng cao chất lượng ảnh".

Nokia chỉ là một trong không ít nhà sản xuất ĐTDĐ đã tung ra các sản phẩm điện thoại chụp hình có độ phân giải mega pixel tại châu Âu.

Bình Minh (Theo BBC)