Ảnh JPEG thực sự kém hơn ảnh RAW và không thể chỉnh sửa như mọi người nghĩ là đúng hay sai?
Trong suốt thời gian làm nhiếp ảnh, tôi luôn tự hỏi: 'Liệu ảnh JPEG có thể bằng ảnh RAW không?' Khi tôi bắt đầu học nhiếp ảnh, tôi đã được dạy 'luôn chụp RAW để dễ dàng chỉnh sửa'. Tuy nhiên, hiện nay có nhiều nhiếp ảnh gia chọn chụp JPEG để tiết kiệm dung lượng lưu trữ.
Rất tiếc là cho đến nay, điều này là không thể! Định dạng ảnh JPEG ra đời từ năm 1994 với mục đích giảm dung lượng lưu trữ. Vì dung lượng nhỏ, ảnh JPEG có ít thông tin hơn và không có chất lượng cao như các định dạng khác. Mặc dù có thể sử dụng các thuật toán để phục hồi thông tin đã mất, nhưng kết quả cuối cùng vẫn không thể 'hoàn hảo'.
Tuy nhiên, trong tương lai, có thể ảnh JPEG sẽ được nâng cấp để đạt được chất lượng tương đương với ảnh RAW. Trước khi đi sâu vào các kỹ thuật này, chúng ta hãy tìm hiểu sự khác biệt cơ bản giữa hai định dạng ảnh này.
Ảnh RAW được tạo ra để sử dụng trên máy ảnh DSLR cao cấp khi chúng thay thế máy ảnh phim. Một bức ảnh RAW giữ toàn bộ thông tin từ cảm biến máy ảnh vào thẻ nhớ và gần như không có sự can thiệp nào khác, giữ lại nhiều chi tiết và giá trị màu. Sự kết hợp giữa ống kính cao cấp và cảm biến lớn tạo ra những bức ảnh RAW có khả năng hậu kì cao.
Ống kính đắt tiền > Cảm biến lớn ? 14 bit màu trên mỗi kênh RGB > Ảnh RAW 14 bit.
JPEG thường được sử dụng trên các máy ảnh nhỏ gọn hoặc điện thoại thông minh, hoặc được tạo ra từ phần mềm chỉnh sửa sau khi xử lý ảnh RAW. Trên các máy có cảm biến nhỏ, các công nghệ thông minh được áp dụng để giảm nhiễu, khôi phục màu sắc để tạo ra hình ảnh đẹp hơn. Ảnh JPEG chỉ có 8 bit thông tin màu thay vì 14 bit, điều này làm cho việc chuyển đổi màu không mượt mà như ảnh RAW và dẫn đến sự xuất hiện của các đường viền trong hình ảnh.
Ống kính/Cảm biến nhỏ > Bộ xử lý > Ảnh sRBG 8 bit > Chuyển đổi JPEG
So sánh cảm biến Full-frame và các loại cảm biến nhỏ hơn sử dụng trong máy ảnh nhỏ gọn hoặc điện thoại thông minh
Bảng so sánh màu sắc sRGB và RGB.
Bảng so sánh giữa JPEG và RAW:
Điểm yếu của ảnh JPEG thường được tiết lộ rõ nhất trong quá trình xử lý hậu kỳ, khi người dùng muốn chỉnh sửa những chi tiết trong ảnh, điều mà ảnh JPEG không đáp ứng được. Ảnh RAW bảo toàn nhiều thông tin hơn, giúp người dùng khôi phục lại các vùng sáng, điều chỉnh màu sắc mà không làm hỏng hình ảnh.
Nhưng trong những năm gần đây, nhờ vào sự tiến bộ của trí tuệ nhân tạo (AI), chúng ta đã có thể vượt qua rào cản này. Một số công cụ như AI Gigapixel hoặc AI Clear đã áp dụng trí tuệ nhân tạo để cải thiện hình ảnh JPEG, khôi phục chúng với chất lượng tương tự ảnh RAW. Nhưng cách thức này hoạt động như thế nào?
Một trong những cách giải thích đơn giản nhất là AI tiếp cận vấn đề theo cách hoàn toàn khác so với các phần mềm truyền thống. Thay vì cố gắng phục hồi thông tin đã mất hoàn toàn (một điều không thể), AI sẽ cố gắng 'nhớ' cách bức ảnh RAW trông như thế nào trước khi chúng được chuyển đổi thành ảnh JPEG. Chúng tôi đưa vào những bức ảnh RAW chất lượng cao để hệ thống thần kinh ghi nhớ, sau đó sử dụng chúng để bổ sung thông tin vào ảnh JPEG. Điều này tương tự như khi bạn nhìn thấy một người bạn từ xa, bạn không thấy họ rõ ràng nhưng vì hai bạn đã quen biết nên bạn có thể 'nhớ' được họ như thế nào trong tâm trí.
Ảnh về các neuron trong bộ não của con người
Đây là biểu đồ tư duy của một trí tuệ nhân tạo (AI)
Mô hình này gặp một số trở ngại:
- Yêu cầu hệ thống ảnh RAW đầu vào.Chúng tôi cần một kho ảnh chất lượng cao để huấn luyện AI. Chúng tôi đã phải sử dụng tất cả ảnh đã chụp, sau đó tiến hành chụp thêm để cải thiện quá trình này.
- Mạng lưới trí tuệ nhân tạo và phương pháp huấn luyện. Trong giai đoạn này, chúng tôi sử dụng các hệ thống trí tuệ nhân tạo hiện có như Topaz A.I. Gigapixel và Topaz A.I. Clear, sau đó xây dựng thêm 30 lớp neuron. Chúng tôi cũng đã đầu tư vào một phòng máy tính GPU cao cấp để tăng cường khả năng học của AI.
- Huấn luyện AI để chạy trên các máy tính cá nhân. Chúng tôi không ngừng cải thiện hệ thống AI để có thể chạy trên các máy tính có cấu hình thấp hơn, giúp mọi người có thể sử dụng dễ dàng hơn.
Sau nhiều tháng phát triển, chúng tôi đã hoàn thiện AI và bắt đầu thử nghiệm, kết quả rất ấn tượng. Nhìn lại bức ảnh đầu tiên, đó là ảnh JPEG nén với nhiều nhiễu hạt, bức ảnh thứ hai đã được phục hồi bằng AI và bức ảnh cuối cùng là ảnh RAW. Như ta đã thấy, ảnh được phục hồi không bằng ảnh RAW, nhưng cũng dễ nhìn hơn rất nhiều so với ảnh đầu tiên - có ít lỗi hơn.
Một số bước để tạo ra một bức ảnh hoàn hảo:
Làm sạch nhiễu từ việc nén ảnh
Khôi phục chi tiết, làm cho ảnh nét hơn
Giảm nhiễu hạt (noise)
Trong tương lai, hệ thống này sẽ tiếp tục được cải thiện để JPEG đạt được chất lượng tương đương với ảnh RAW. Với thí nghiệm này, một lần nữa chúng tôi xác nhận rằng AI là tương lai của nhiếp ảnh, vượt qua các hạn chế vật lí bằng các giải pháp phần mềm.
Về tác giả: Tiến sĩ Wang thành lập phòng nghiên cứu Topaz cách đây 12 năm với niềm đam mê nghiên cứu tín hiệu và chất lượng hình ảnh. Phòng nghiên cứu đã phát triển nhiều phần mềm sử dụng trí tuệ nhân tạo để cải thiện chất lượng hình ảnh như Topaz ReMask, Topaz Denoise, A.I. Gigapixel và A.I. Clear. Những kiến thức trên đây được tiến sĩ Wang chia sẻ với Petapixel.