Tìm hiểu về Công nghệ CLARITY PLUS là gì (Aptina Chipset)

Tìm hiểu về Công nghệ CLARITY PLUS là gì (Aptina Chipset)

Công nghệ Clarity Plus là gì? Như chúng ta đã biết, công nghệ sản xuất CMOS chipset sau nhiều năm chững lại thì ở những năm gần đây có những bước tiến đột phá nhằm nâng cao chất lượng cảm biến, tăng khả năng thu nhận ánh sáng nhằm gia tăng độ trung thực hình ảnh và màu sắc trên camera quan sát.

Vậy công nghệ Clarity Plus là gì, và Clarity+ có những đặc điểm gì nổi bật? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây của Khôi Ngô.

 

Chipset CMOS truyền thống và vấn đề hạn chế

Như chúng ta đều biến, CMOS chipset có nhược điểm là sử dụng các bóng đèn nhỏ (bóng bán dẫn) xung quanh để tiếp nhận ánh sáng. Như vậy có nghĩa rằng với một diện tích nhỏ thì không thể đặt quá nhiều bóng bán dẫn trên bề mặt của CMOS Chipset. Trong khi đó, chất lượng hình ảnh mà cụ thể là độ phân giải camera phụ thuộc và số lượng bóng bán dẫn của CMOS Chipset.

CMOS Chipset Clarity Plus là gì
CMOS Chipset Clarity Plus là gì

 

Công nghệ Clarity + là gì?

Clarity Plus là gì?

Công nghệ Clarity+ hay còn gọi là Clarity Plus là công nghệ độc quyền riêng của thương hiệu Aptima chipset dùng chuyên sản xuất các dòng CMOS Chipset. Cảm biến CMOS với kỹ thuật Clarity Plus sẽ được thay thế các Green Pixel bằng các “Clear Pixel” (tạm dịch: pixel trong suốt, pixel trung tính). Ưu điểm của “Clear pixel” là có thể nhận đủ cả 3 màu đỏ, xanh lá và tím, thay vì chỉ nhận được màu xanh lá cây khi sử dụng pixel xanh lá truyền thống.

Công nghệ Clarity Plus là gì
Công nghệ Clarity Plus là gì?

Công nghệ Clarity + CFA (Color Filter Array)

Nguồn gốc, xuất xứ của công nghệ Clarity Plus

  • Công nghệ Clarity + được sáng chế bởi hãng On-Semiconductor, và chúng được sản xuất trên các dòng sản phẩm APTINA CHIPSET (thương hiệu sản phẩm của hãng này).
  • Vào giữa năm 2013, hãng On-Semiconductor đã công bố công nghệ CLARITY + (Clarity Plus) trên các dòng cảm biến CMOS thế hệ mới Aptina Chipset.

 

Ưu điểm của công nghệ Clarity Plus (Clarity +)

  • Việc sử dụng các “clear pixel” cho phép các cảm biến pixel nhỏ thu được nhiều ánh sáng hơn. Theo thông tin từ ON Semiconductor (nhà sản xuất cảm biến Aptina), công nghệ Clarity + đã đáp ứng cảm biến với ộ phân giải lên đến 13MP (đạt tiêu chuẩn độ phân giải cực cao, có thể ứng dụng trong sản xuất máy ảnh, điện thoại kỹ thuật số).
  • “Clear Pixel” có thể thay thế trong việc xử lý các hình ảnh công nghệ tiên tiến nhất, đồng thời có khả năng đáp ứng độ nhạy trong cả điều kiện ánh sáng yếu và ánh sáng ban ngày.
  • Hãng sản xuất chipset Aptina công bố sự kết hợp của một mẫu bộ lọc màu mới, microlenses được thiết kế lại và áp dụng thêm các công nghệ xử lý hình ảnh mới nhất cho phép hệ thống của nó để tận dụng tối đa khả năng chụp ánh sáng tăng gấp 2 lần so với các cảm biến CMOS hiện nay trên thị trường.

 

Giới thiệu về công nghệ Clarity + trên CMOS Chipset của Aptima

Thay vì thêm các “clear pixel” thay thế 3 cảm biến pixel đỏ, pixel xanh dương và pixel xanh lá cây, công nghệ Clarity + sử dụng các clear pixel thay cho các pixel màu xanh lá cây.

1. Cấu tạo của CMOS Chipset Clarity +

Cấu tạo Chipset Clarity Plus
Cấu tạo Chipset Clarity Plus

Chipset CMOS công nghệ Clarity + có cấu tạo tương tự gồm nhiều pixel màu sắc khác nhau để nhận ánh sáng. Tuy nhiên riêng pixel màu xanh lá cây (green pixel) sẽ được thay thế bằng các clear pixel (pixel trung tính).

Điểm đặc biệt là clear pixel có thể nhận được nhiều màu cùng lúc, thay vì chỉ nhận được 1 màu xanh lá cây duy nhất.

 

2. Bayer là gì?

* Bộ lọc màu Bayer:

Bayer (khảm bộ lọc màu sắc) là sự sắp xếp của một dãy gồm nhiều cảm biến màu sắc. Các cảm biến này chủ yếu gồm 3 cảm biến màu cơ bản là: cảm biến màu đỏ (Red), cảm biến màu xanh lá (Green) và cảm biến màu xanh dương (Blue).

Bayer-la-gi
Bộc lọc Bayer là gì?

* Cảm biến màu sắc

Mỗi cảm biến sẽ giữ nhiệm vụ chuyển hóa tín hiệu ánh sáng màu thành tín hiệu kỹ thuật số:

  • Cảm biến Red => chỉ tiếp nhận màu đỏ.
  • Cảm biến Green => chỉ tiếp nhận màu xanh lá.
  • Cảm biến Blue => chỉ tiếp nhận màu xanh dương.
Cam-bien-mau-cua-CMOS-chipset-la-gi
Các cảm biến màu sắc trên Bayer

Nói cách khác, bộ lọc Bayer là một mảng lọc màu (CFA – Color Filter Array) để sắp xếp các bộ lọc màu RGB (viết tắt chữ Red, Green, Blue) trên một lưới vuông gọi là photosensors.

* Các cảm biến màu sắc sắp xếp trên Bayer như thế nào?

Sự sắp xếp đặc biệt của bộ lọc màu được sử dụng trong hầu hết các cảm biến hình ảnh kỹ thuật số được sử dụng trong camera quan sát (CCTV), máy chụp hình kỹ thuật số, máy quay phim… để tạo ra hình ảnh màu. Mẫu bộ lọc có 50% màu xanh lá cây, 25% màu đỏ và 25% màu xanh lam, do đó còn được gọi là BGGR, RGBG, GRGB hoặc RGGB.

Nó được đặt theo tên của nhà phát minh của nó, Bryce Bayer của Eastman Kodak . Bayer cũng được biết đến với ma trận được xác định đệ quy được sử dụng trong phối màu theo thứ tự .

Hinh-anh-mau-sac-RGGB
Hình ảnh màu sắc RGGB với bộ lọc Bayer

 

3. Nguyên lý hoạt động của Clarity+ CMOS Chipset

  • Đầu tiên, công nghệ Clarity Plus sẽ sử dụng các CLEAR PIXEL thay thế toàn bộ tất cả các Green Pixel.
  • Sau đó, thuật toán của công nghệ Clarity + sẽ tự động tính toán ra các giá trị màu xanh lá cây bằng cách trừ màu đỏ và màu xanh khỏi dữ liệu được chụp ở các “clear pixel”. Công ty cho biết nó có thể phù hợp với độ chính xác màu của các cảm biến hiện có.

Hiểu đơn giản, Clarity+ là sự kết hợp giữa phần cứng (cảm biến) và thuật toán thay thế (các bạn vui lòng tham khảo thêm phần bên dưới để hiểu rõ hơn).

Nguyen-ly-hoat-dong-cua-Clarity-Plus-Aptina-Chipset

 

4. Những ưu điểm vượt trội của Clarity +

  • Việc thu ánh sáng bổ sung từ các pixel rõ ràng mang lại hiệu suất ánh sáng yếu được cải thiện nhưng cũng cho phép sử dụng mức phơi sáng ngắn hơn trong thời gian còn lại – giảm nguy cơ mờ chuyển động.
  • Clarity Plus Chipset cũng cải thiện hiệu suất HDR bằng cách giảm lượng thời gian cần thiết để chụp nhiều khung hình – giảm sự khác biệt giữa các khung hình, do đó cần ít hiệu chỉnh hơn cho các hiệu ứng chuyển động.
  • Aptina cho biết thay thế tất cả các pixel màu xanh dương bằng các pixel rõ ràng sẽ hiệu quả hơn so với việc chèn một số pixel rõ ràng vào một mảng màu đỏ, xanh dương, xanh lá. Nó cho phép tận dụng tối đa lợi thế của việc thu ánh sáng bổ sung mà không ảnh hưởng quá nhiều đến độ phân giải hoặc tăng lỗi màu.
  • Hãng Aptima chipset cho biết mẫu bộ lọc màu của nó tránh được độ phân giải và lỗi màu được hiển thị bằng các mẫu pixel rõ ràng, phức tạp hơn hiện có.
  • Sự tương đồng về cách bố trí của nó với các thiết kế thông thường của Bayer cũng có nghĩa là nó có thể dễ dàng được sử dụng với các thuật toán phát hiện nhiễu, làm sắc nét và phát hiện cạnh đã được phát triển qua nhiều thập kỷ mà mô hình của Bayer đã thống trị ngành công nghiệp.

So-sanh-hinh-anh-Clarity-Plus

 

5. Clarity Plus là sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm

Công nghệ Clarity Plus được xây dựng trên sự kết hợp của một số sửa đổi phần cứng và phần mềm, nhưng các bước đột phá là sử dụng kênh rõ ràng để giảm nhiễu trước và trong khi chuyển đổi sang RGB, cùng với việc giới thiệu lại dữ liệu độ chói từ các pixel rõ ràng, ở cuối quy trình xử lý hình ảnh của chipset.

Hiệu quả của màu sắc đến từ tín hiệu màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương và độ sáng cũng được cải thiện rõ rệt hơn.

Clarity-la-gi
Clarity là sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm

 

Lời kết

Qua nội dung bài viết trên chúng tôi hy vọng các bạn đã hiểu được công nghệ Clarity Plus là gì cũng như những điểm khác biệt của công nghệ Clarity + so với các chipset CMOS truyền thống.

Trân trọng.

Khôi Ngô

 

Xem thêm:

Kiến thức kỹ thuật:
Dịch vụ & giá cả:

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *