AI เข้ามาช่วยให้มือถือถ่ายภาพได้ดีขึ้นอย่างไร? ว่าด้วยเรื่อง Computational Photography เทคนิคการถ่ายภาพด้วยมือถือยุคใหม่ที่มี AI เป็นจุดศูนย์กลาง
การถ่ายภาพด้วยสมาร์ทโฟนได้รับความนิยมจากผู้ใช้เป็นอย่างมาก เนื่องจากการบันทึกภาพความประทับใจสักใบทำได้ง่าย เพียงแค่หยิบมือถือแล้วกดชัตเตอร์ ไม่จำเป็นต้องปรับแต่งการตั้งค่ากล้องให้ยุ่งยาก อีกทั้งยังสามารถนำไปปรับแต่งได้ผ่านแอปพลิเคชันภายในเครื่อง แล้วแชร์ต่อบนโลกโซเชียลได้ในทันที
อย่างไรก็ดี กล้องมือถือยังคงมีข้อจำกัดเมื่อเทียบกับกล้องระดับโปรอย่าง DSLR หรือ Mirrorless ไม่ว่าจะเป็น เซ็นเซอร์กล้องมีขนาดเล็กกว่า หรือเลนส์ที่ไม่สามารถถอดเปลี่ยนได้ จึงทำให้ผู้ผลิตสมาร์ทโฟนหลายรายพยายามแก้ไขปัญหาเหล่านี้แก่ผู้ใช้งาน ไม่ว่าจะเป็น การเพิ่มขนาดของเซ็นเซอร์ให้ใหญ่ขึ้นเท่าที่จะทำได้, การเพิ่มความละเอียดของกล้อง รวมไปถึงการเพิ่มจำนวนกล้องให้มากขึ้นเพื่อเป็นพื้นที่สำหรับใส่เลนส์รูปแบบใหม่ๆ
แต่สิ่งหนึ่งที่ถูกพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง และกลายมาเป็นหัวใจสำคัญของการถ่ายภาพยุคปัจจุบันจริงๆ ไม่ใช่ฮาร์ดแวร์กล้องมือถือที่ก้าวหน้าขึ้น กลับเป็นสิ่งที่เรียกว่าปัญญาประดิษฐ์ หรือ AI ที่เรารู้จักกันดีอยู่แล้ว ซึ่งการผนวกกล้องมือถือ และ AI เข้าด้วยกันก่อให้เกิดศาสตร์การถ่ายภาพแบบใหม่ที่มีชื่อว่า Computational Photography หรือการถ่ายภาพเชิงคอมพิวเตอร์ ซึ่งปัจจุบันมีการนำไปใช้กันอย่างแพร่หลาย
ก่อนที่ AI จะเข้ามารวมพลังกับกล้องมือถือ Google เคยแสดงให้เห็นความสามารถแบบคร่าวๆ ของ AI เอาไว้แล้ว ผ่านแอปพลิเคชัน Google Photos ที่เปิดตัวไปเมื่อปี 2015 โดยยักษ์ใหญ่รายนี้ได้นำระบบ Machine Learning แบบเดียวกับที่เคยใช้คัดกรองรูปในแพลตฟอร์ม Google+ เข้ามาช่วยจัดระบบภาพถ่ายภายในสมาร์ทโฟนของผู้ใช้งานไว้อย่างเป็นหมวดหมู่ ภาพไหนที่ดูเข้าพวกก็ถูกจัดเข้ากลุ่มอัตโนมัติ ทำให้การค้นหาภาพภายในเครื่องเป็นเรื่องที่ง่ายขึ้นมาก พูดง่ายๆ ว่า หากเราเซิจคำว่า แมว ใน Google Photos ก็จะขึ้นภาพแมวที่เราถ่ายไว้ทั้งหมด
โปรเจ็กต์การนำ AI มาใช้กับภาพถ่ายของ Google นั้น เริ่มต้นขึ้นเมื่อปี 2013 โดย Google ได้เริ่มเทรนเครือข่ายประสาทเทียม (Neural Network) เกี่ยวกับภาพถ่ายที่จัดกลุ่มโดยมนุษย์เป็นจำนวนหลักล้านภาพ เพื่อให้ AI จับหลักได้ว่า ส่วนไหนของภาพที่บ่งบอกลักษณะสิ่งของ หรือวัตถุประเภทใด เมื่อ AI ได้เรียนรู้มากขึ้น ก็จะเริ่มมีความฉลาดมากขึ้นตามไปด้วย และวิเคราะห์ภาพได้อย่างแม่นยำ ยกตัวอย่างเช่น หากเรายื่นภาพแพนด้าให้ AI ดู มันก็จะสามารถรู้ได้ว่า สิ่งที่เห็นอยู่คือแพนด้าโดยอ้างอิงข้อมูลจากภาพต่างๆ ที่เคยเรียนรู้มาแล้ว รวมถึงอ้างอิงข้อมูลจากหลักวิเคราะห์ เช่น ขนสีขาว และขนสีดำ เป็นต้น ซึ่งคล้ายคลึงกับการเรียนรู้ของมนุษย์นั่นเอง
ส่วนการถ่ายภาพนั้น AI ก็เข้ามาช่วยทลายข้อจำกัดการถ่ายภาพด้วยมือถือ เพราะที่ผ่านมานวัตกรรมกล้องมือถือไม่ค่อยมีการอัปเกรดแบบพลิกโฉมครั้งใหญ่มากนัก เซ็นเซอร์รับภาพใหญ่ขึ้นกว่ามือถือยุคก่อนเล็กน้อย เลนส์ที่ถูกเพิ่มเข้ามาก็ยังทำงานได้ไม่เทียบกับเลนส์บนกล้องระดับโปร ส่งผลให้การถ่ายภาพในบางสถานการณ์เป็นเรื่องยากหากไม่มีอุปกรณ์เสริม แบรนด์ผู้ผลิตสมาร์ทโฟนจึงหันไปพึ่งพาเทคโนโลยี AI และ Machine Learning เพื่อช่วยถ่ายภาพแทน สองสิ่งนี้ได้ก้าวผ่านขีดจำกัดของฮาร์ดแวร์กล้องถ่ายภาพบนสมาร์ทโฟนไปแล้ว เพราะมันเข้าไปทำงานร่วมกับฮาร์ดแวร์ภายใน ไม่ว่าจะเป็น CPU, ISP (หน่วยประมวลผลภาพ) รวมถึงหน่วยประมวลผล AI แยกโดยเฉพาะ หรือที่เรารู้จักกันดีในชื่อ NPU (Neural Processor Unit)
การถ่ายภาพที่ผสมผสานการทำงานระหว่าง AI, Machine Learning ไปจนถึงฮาร์ดแวร์ภายใน และกล้องถ่ายภาพนี้เองทำให้เกิดเทคนิคถ่ายภาพที่เรียกว่า Computational Photography โดยเทคนิคนี้ถูกนำไปใช้กับการถ่ายภาพในรูปแบบต่างๆ ด้วยสมาร์ทโฟน เช่น การจำลองเอฟเฟ็กต์ระยะชัดตื้น (Depth-of-field) ในโหมดถ่ายภาพบุคคล เพื่อช่วยถ่ายภาพแบบหน้าชัดหลังเบลอ เป็นต้น นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไม Pixel 2 ถึงถ่ายภาพหน้าชัดหลังเบลอได้แม้มีกล้องตัวเดียว
Apple ก็นำเทคนิคการถ่ายภาพแบบ Computational Photography มาใช้กับ iPhone คู่เช่นกัน ผ่านโหมดถ่ายภาพแบบ Portrait โดยภายในหน่วยประมวลผลภาพ (ISP) ของ iPhone มีการนำระบบ Machine Learning ที่เข้ามาช่วยวิเคราะห์ว่าสิ่งที่อยู่ข้างหน้าว่าใช่บุคคลหรือไม่ จากนั้นกล้องตัวที่สองก็จะทำการสร้างสิ่งที่เรียกว่า Depth Map เพื่อช่วยแยกคนออกจากฉากหลัง เพื่อทำการละลายแบ็กกราวด์ให้มีความเนียนตาคล้ายกับการถ่ายด้วยกล้องระดับมืออาชีพ ซึ่งแม้ว่าเทคนิคในการวิเคราะห์สิ่งที่อยู่ภายในภาพว่าคืออะไรนั้น ทาง Google จะเริ่มนำใช้มาก่อนแล้วในแอปฯ Google Photos แต่การนำมาใช้วิเคราะห์แบบ Real-time เพื่อช่วยถ่ายภาพในรูปแบบใหม่ๆ ถือว่าเป็นอีกหนึ่งก้าวสำคัญระหว่าง AI และกล้องสมาร์ทโฟน
สำหรับมือถือ Pixel นอกจากจะใช้พลังของ AI เพื่อช่วยถ่ายภาพหน้าชัดหลังเบลอแล้ว ยังมีการนำไปใช้กับฟีเจอร์ที่เรียกว่า HDR+ โดยกล้องของสมาร์ทโฟนจะทำการถ่ายภาพหลายๆ ใบในหลายสภาพแสง จากนั้นก็โยนให้อัลกอริทึมทำหน้าที่รวมภาพทั้งหมดเป็นภาพเดียว ผลลัพธ์ช่วยให้เก็บรายละเอียดต่างๆ ของภาพให้ได้มากที่สุด นอกจากนี้ ใน Pixel 3 มือถือรุ่นล่าสุดก็อัปเกรดไปอีกขั้นด้วยฟีเจอร์ Night Sight โหมดถ่ายภาพกลางคืนโดยเฉพาะ ที่ใช้เทคนิคการถ่ายภาพแบบ Long Exposure ผสมผสานกับระบบ Machine Learning ที่เข้ามาช่วยวิเคราะห์ถึงค่าสมดุลแสงสีขาว (White Balance) และสีสันที่มีความเหมาะสม ผลลัพธ์ช่วยให้ภาพที่ออกมามีความสว่างคมชัด สีสันจัดจ้าน ไม่ต่างกับการถ่ายภาพในสภาวะแสงปกติ
นอกจากนี้ AI และ Machine Learning หลายค่ายก็นำไปประยุกต์ใช้กับระบบวิเคราะห์ซีนภายในสมาร์ทโฟนของตนเองด้วย ซึ่งจะเห็นได้จาก มือถือ Huawei ที่มาพร้อมกับ Master AI ที่สามารถตรวจจับซีนต่างๆ ได้มากกว่า 1,500 ซีนจากทั้งหมด 25 หมวดหมู่, ระบบ Scene Optimizer ที่ใช้อยู่บน Samsung Galaxy รุ่นใหม่ๆ, ระบบ AI Scene Recognition ของสมาร์ทโฟน OPPO หรือ AI Scene ในมือถือ Vivo เป็นต้น ซึ่งนอกเหนือจากจะตรวจจับซีนได้แล้ว AI ยังสามารถนำผลที่วิเคราะห์ได้ไปปรับแต่งการตั้งค่าของกล้องให้เหมาะสมแก่การถ่ายภาพนั้นๆ รวมถึงยังสามารถปรับสีภาพให้ออกมาสวยงาม โดยกระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นในเวลาเพียงไม่กี่วินาที
นอกจากการเติบโตของ AI และ Machine Learning ในเรื่องของการถ่ายภาพด้วยสมาร์ทโฟนแล้ว อีกหนึ่งสิ่งที่เติบโตไม่แพ้กัน แถมยังเป็นหัวใจสำคัญของการถ่ายภาพแบบ Computational Photography นั่นก็คือ หน่วยประมวลผลแยกแบบ NPU โดย Huawei นำร่องพัฒนาหน่วยประมวลผลในลักษณะนี้มาก่อนแล้วในชิปเซ็ตรุ่น Kirin 970 ที่ใช้บน Huawei Mate 10 Series และ Huawei P20 Series ส่วน Apple ก็มีการพัฒนาชิปเซ็ต Apple A12 Bionic ที่มาพร้อมกับหน่วยประมวลผล Neural Engine จำนวน 8 แกน สำหรับทำงานเกี่ยวกับ Machine Learning โดยเฉพาะ ขณะที่ Samsung เองก็มีการนำหน่วยประมวลผลแยกในลักษณะนี้มาใส่ไว้ในชิปเซ็ต Exynos 9820 ซึ่งใช้บนสมาร์ทโฟนเรือธง Galaxy S10 Series รุ่นล่าสุด ส่วน Google ต่างออกไป เพราะใส่ชิปแยกที่เรียกว่า Pixel Visual Core ที่เอามาช่วยประมวลผลเกี่ยวกับภาพถ่าย และ AI โดยเฉพาะ
จะเห็นได้ว่า Computational Photography ได้เข้ามามีส่วนช่วยด้านการถ่ายภาพด้วยมือถือในปัจจุบันเป็นอย่างมาก เราสามารถถ่ายภาพหน้าชัดหลังเบลอได้ด้วยพลังการแยกตัวแบบ และฉากหลังด้วย AI หรือถ่ายภาพในสถานการณ์ต่างๆ ให้มีความสวยงามเพียงชัตเตอร์เดียวผ่านการปรับแต่งด้วย AI นอกจากนี้ ในปัจจุบัน AI ก็ยังเข้ามาช่วยจัดองค์ประกอบภาพให้แก่ผู้ถ่ายแล้ว ซึ่งก็น่าสนใจว่าวงการกล้องสมาร์ทโฟนจะดำเนินไปในทิศทางใดต่อไปผ่านการนำทางของ AI ครับ
ที่มา : The Verge
วันที่ : 18/3/2562
