ซอฟต์แวร์สามารถแก้ไขเลนส์กล้องที่ไม่ดีได้

กล้องสมัยใหม่สามารถทำสิ่งที่น่าประทับใจได้

การลดจุดรบกวนสามารถทำให้ภาพที่มืดดูสะอาดตายิ่งขึ้น อัลกอริธึม AI สามารถทำให้ขอบคมชัดขึ้นได้ ซอฟต์แวร์สามารถแก้ไขความผิดเพี้ยน ปรับสี และแม้แต่สร้างรายละเอียดที่หายไปได้

แน่นอนว่าในที่สุดก็มีคนถามว่า:

หากซอฟต์แวร์เริ่มดีขนาดนี้ เรายังจำเป็นต้องมีเลนส์กล้องราคาแพงอีกหรือไม่?

คำตอบสั้น ๆ :

ใช่. เป็นอย่างมาก.

ซอฟต์แวร์สามารถปรับปรุงภาพลักษณ์ปานกลางได้

ไม่สามารถเปลี่ยนข้อมูลออปติคอลที่ไม่ดีให้เป็นข้อมูลออปติคัลที่ดีได้อย่างน่าเชื่อถือ

และความแตกต่างนั้นมีความสำคัญมากขึ้นกว่าที่เคย เนื่องจากกล้องถูกนำมาใช้ในการจดจำ AI, หุ่นยนต์, การเฝ้าระวัง, การสร้างภาพยานยนต์ และการมองเห็นของเครื่องจักร

ซอฟต์แวร์ช่วยทำความสะอาดระเบียบได้ดีมาก

เรามาให้เครดิตซอฟต์แวร์กันก่อน

การประมวลผลภาพสมัยใหม่สามารถทำอะไรได้มากมาย

หากรูปภาพมีสัญญาณรบกวน อัลกอริธึมสามารถลดสัญญาณรบกวนได้

หากสามารถคาดเดาความบิดเบี้ยวของเลนส์ได้ ซอฟต์แวร์สามารถแก้ไขรูปทรงได้

หากรูปภาพมีคอนทราสต์ต่ำเล็กน้อย การเพิ่มความคมชัดและคอนทราสต์เฉพาะจุดอาจทำให้ภาพดูดีขึ้นได้

การประมวลผลสียังสามารถชดเชยคุณลักษณะบางอย่างของระบบภาพได้อีกด้วย

สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างเหลือเชื่อ

ในความเป็นจริง กล้องสมัยใหม่จะแย่กว่านี้มากหากไม่มีการถ่ายภาพด้วยคอมพิวเตอร์

แต่มีข้อจำกัดที่สำคัญ:

ซอฟต์แวร์สามารถประมวลผลข้อมูลได้ ไม่สามารถกู้คืนข้อมูลที่ระบบออปติคัลไม่เคยบันทึกได้อย่างสมบูรณ์แบบ

นั่นคือสิ่งที่เลนส์เข้ามา

คุณไม่สามารถทำให้คมชัดขึ้นสิ่งที่ไม่เคยได้รับการแก้ไข

ลองนึกภาพการถ่ายภาพป้ายทะเบียนจากระยะไกล

เซ็นเซอร์มีพิกเซลเพียงพอ

กล้องได้รับแสงอย่างเหมาะสม

แต่เลนส์ไม่สามารถแยกแยะตัวอักษรตัวเล็กได้ชัดเจน

ตัวละครมาถึงเซ็นเซอร์เป็นรูปร่างพร่ามัว

ตอนนี้ใช้การเหลา

ขอบอาจดูแข็งแรงขึ้น

ใช้การเพิ่มประสิทธิภาพ AI

ผลลัพธ์อาจดูน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น

แต่มีปัญหาอยู่

รายละเอียดปลีกย่อยดั้งเดิมไม่เคยได้รับการบันทึกอย่างถูกต้อง

ซอฟต์แวร์กำลังประมาณว่ารายละเอียดอาจมีลักษณะอย่างไร

สำหรับภาพถ่ายธรรมดาๆ อาจเป็นที่ยอมรับได้อย่างสมบูรณ์แบบ

สำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น การจดจำป้ายทะเบียน การจดจำใบหน้า การตรวจสอบทางอุตสาหกรรม หรือวิชันซิสเต็ม “ดูเป็นไปได้” และ “มีข้อมูลที่เชื่อถือได้” ไม่จำเป็นต้องเป็นสิ่งเดียวกัน

ความแตกต่างนั้นเป็นสิ่งสำคัญ

MTF คือจุดที่ข้อโต้แย้งกลายเป็นเรื่องร้ายแรง

นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่วิศวกรด้านการมองเห็นให้ความสนใจMTF (ฟังก์ชันถ่ายโอนการมอดูเลต).

MTF อธิบายว่าเลนส์รักษาคอนทราสต์ในระดับรายละเอียดต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด

เลนส์ที่มีประสิทธิภาพความถี่สูงต่ำอาจประสบปัญหาในการสร้างโครงสร้างที่ละเอียดมาก

ไม่มีการประมวลผลภายหลังเท่าใดนักที่จะทำให้เลนส์นั้นทำงานเหมือนกับระบบออพติคอลที่ดีกว่าโดยพื้นฐานได้อย่างน่าอัศจรรย์

ซอฟต์แวร์สามารถเพิ่มความคมชัดได้

ไม่สามารถเปลี่ยนความสามารถในการแยกรายละเอียดทางกายภาพของเลนส์ได้

นี่คือสาเหตุที่กล้องที่มีเซนเซอร์ 8MP ยังคงสามารถสร้างรายละเอียดที่น่าผิดหวังได้ หากระบบออพติคอลไม่สามารถใช้ประโยชน์จากพิกเซลเหล่านั้นได้

คุณสามารถมีแปดล้านพิกเซล

คุณไม่สามารถบังคับเลนส์ที่พร่ามัวให้รายละเอียดที่เป็นประโยชน์ถึงแปดล้านรายละเอียดได้

แล้วการปรับปรุงภาพ AI ล่ะ?

นี่คือจุดที่สิ่งต่างๆ น่าสนใจเป็นพิเศษ

การปรับปรุงภาพด้วย AI บางครั้งอาจให้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่ออย่างน่าทึ่ง

แต่มีความแตกต่างเล็กน้อยระหว่าง:

การกู้คืนข้อมูล

และ

ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่น่าจะเกิดขึ้น

AI สามารถอนุมานรูปแบบตามสิ่งที่เรียนรู้ได้

ซึ่งสามารถทำให้ภาพดูดีขึ้นอย่างมากสำหรับผู้ชมที่เป็นมนุษย์

แต่หากมีการใช้กล้องในการตัดสินใจอย่างเป็นกลาง วิศวกรจำเป็นต้องระมัดระวัง

ตัวอย่างเช่น หากระบบ AI ระบุยานพาหนะ อ่านข้อความ หรือตรวจสอบข้อบกพร่องจากการผลิต รายละเอียดที่สร้างขึ้นเทียมอาจไม่ได้แสดงถึงสิ่งที่ปรากฏจริงในฉากเสมอไป

กล่าวอีกนัยหนึ่ง:

ภาพที่สวยงามไม่ใช่ภาพที่เชื่อถือได้โดยอัตโนมัติ

นั่นคือความแตกต่างที่ควรค่าแก่การจดจำเมื่อออกแบบระบบการมองเห็นด้วย AI

มีปัญหาบางอย่างที่ซอฟต์แวร์ไม่สามารถยกเลิกได้

พิจารณาปัญหาด้านการมองเห็นทั่วไปหลายประการ

ความละเอียดไม่ดี

หากเลนส์ไม่สามารถแก้ไขรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ได้ แสดงว่าซอฟต์แวร์มีข้อมูลจริงที่จำกัดในการทำงาน

แสงไม่เพียงพอ

เลนส์ที่ช้าในสภาพแวดล้อมที่มืดอาจบังคับให้เซ็นเซอร์ทำงานที่อัตราขยายสูง ทำให้เกิดสัญญาณรบกวน และลดรายละเอียดการใช้งาน

ซอฟต์แวร์สามารถลดเสียงรบกวนได้ แต่การลดเสียงรบกวนที่รุนแรงก็สามารถลบข้อมูลที่ดีได้เช่นกัน

รุนแรงรงค์ความคลาดเคลื่อน

ซอฟต์แวร์สามารถแก้ไขขอบสีที่คาดเดาได้ แต่ความคลาดเคลื่อนทางแสงที่รุนแรงยังคงหมายความว่าคุณภาพของภาพต้นฉบับลดลง

ประสิทธิภาพขอบแย่

หากมุมของภาพมุมกว้างเบลอมาก การปรับความคมชัดแบบดิจิทัลอาจทำให้ภาพมีคอนทราสต์มากขึ้นโดยไม่คืนรายละเอียดที่ขาดหายไป

แสงแฟลร์และแสงหลอก

การสะท้อนที่รุนแรงภายในระบบออพติคอลอาจทำให้ภาพปนเปื้อนได้ เมื่อแสงที่ไม่ต้องการปะปนเข้ากับสัญญาณที่จับได้ ซอฟต์แวร์ก็มีความสามารถในการแยกสัญญาณได้อย่างสมบูรณ์อย่างจำกัด

นี่คือเหตุผลที่การออกแบบด้านการมองเห็นยังคงมีความสำคัญ

กล้องที่ดีที่สุดใช้ทั้งเลนส์และซอฟต์แวร์

คำตอบที่แท้จริงไม่ใช่:

เลนส์กับซอฟต์แวร์

มันคือ:

เลนส์ + ซอฟต์แวร์

กล้องที่ออกแบบมาอย่างดีช่วยให้ซอฟต์แวร์เป็นจุดเริ่มต้นที่ดี

เลนส์ให้:

 ความละเอียดเพียงพอ

 การส่งผ่านแสงที่เพียงพอ

ควบคุมการบิดเบือน

ความเปรียบต่างที่ดี

ประสิทธิภาพของขอบที่มั่นคง

การจับคู่เซ็นเซอร์ที่เหมาะสม

จากนั้นการประมวลผลภาพสามารถนำรากฐานทางแสงที่แข็งแกร่งนั้นมาใช้และทำให้ภาพสุดท้ายดียิ่งขึ้นไปอีก

วิธีนี้มีประสิทธิผลมากกว่าการขอให้ซอฟต์แวร์ช่วยเหลือระบบออพติคัลที่อ่อนแอโดยพื้นฐาน

คิดว่ามันเหมือนกับการทำอาหาร

ซอฟท์แวร์คือเครื่องปรุงรส

อัลกอริธึมที่ดีสามารถทำให้ภาพที่ดีดีขึ้นได้

แต่หากส่วนผสมไหม้แล้ว การเติมเครื่องปรุงรสอาจไม่ใช่วิธีแก้ปัญหา

สิ่งนี้มีความสำคัญมากยิ่งขึ้นสำหรับกล้อง AI

สำหรับการถ่ายภาพแบบดั้งเดิม ภาพที่ไม่สมบูรณ์เล็กน้อยอาจไม่น่าดึงดูด

สำหรับการมองเห็นของ AI ผลที่ตามมาอาจร้ายแรงกว่านี้

อัลกอริธึม AI ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติด้านภาพ เช่น:

ขอบ

รูปร่าง

พื้นผิว

คอนทราสต์

สี

ขอบเขตของวัตถุ

หากระบบออปติคัลทำลายคุณสมบัติเหล่านี้ก่อนที่จะไปถึงเซ็นเซอร์ ระบบ AI จะได้รับอินพุตที่แย่กว่า

ที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการตรวจจับและการจดจำ

นี่คือเหตุผลที่การออกแบบออพติคอลควรได้รับการพิจารณาให้เป็นส่วนหนึ่งของระบบ AI มากขึ้น ไม่ใช่แค่ส่วนประกอบที่ติดอยู่ที่ด้านหน้าของกล้องเท่านั้น

ดังนั้นซอฟต์แวร์สามารถแก้ไขเลนส์ที่ไม่ดีได้หรือไม่?

ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณหมายถึงโดย "แก้ไข"

ซอฟต์แวร์สามารถแก้ไขคุณลักษณะทางแสงที่คาดเดาได้บางประการ

สามารถปรับปรุงคอนทราสต์ได้

สามารถลดเสียงรบกวนได้

สามารถทำให้ภาพคมชัดขึ้นได้

สามารถแก้ไขความผิดเพี้ยนได้

แต่ซอฟต์แวร์ไม่สามารถแทนที่ได้อย่างสมบูรณ์:

ความละเอียดแสงที่ดี

การส่งผ่านแสงที่ดี

การจัดตำแหน่งแสงที่ดี

ควบคุมความคลาดเคลื่อนได้ดี

อัลกอริธึมการประมวลผลภาพที่ดีที่สุดในโลกยังคงต้องการโฟตอนจึงจะใช้งานได้

และโฟตอนเหล่านั้นจะต้องเดินทางผ่านเลนส์ก่อน

ที่ Boshi Optics เราเข้าใกล้การพัฒนาเลนส์กล้องจากจุดเริ่มต้นนั้น: ระบบออพติคอลจำเป็นต้องให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ก่อนที่ซอฟต์แวร์จะเริ่มประมวลผล ด้วยความสามารถในการออกแบบ การผลิต การประกอบ และการทดสอบด้านแสง Boshi Optics พัฒนาเลนส์สำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น กล้องรักษาความปลอดภัย การมองเห็นด้วย AI การสร้างภาพยานยนต์ โดรน การสร้างภาพทางการแพทย์ และระบบกล้องอื่นๆ

เพราะสุดท้ายแล้วซอฟต์แวร์ก็สามารถปรับปรุงรูปภาพได้

แต่เลนส์จะตัดสินใจว่าข้อมูลใดที่จะไปถึงที่นั่นตั้งแต่แรก