Pubblicato da il 19 ott 2018 in Francesco C., Smartphone | o commenti

Come funziona la Super Res Zoom su Pixel 3

Come funziona la Super Res Zoom su Pixel 3

 

Con un post sul blog Bartlomiej Wronski, Google Software Engineer, e Peyman Milanfar, Computational Imaging Lead Scientist, cercano di spiegare la tecnologia che c’è dietro la funzione Super Res Zoom dei nuovi Pixel 3..funzione simile a quella che sta alla base delle moderne opzioni High Res delle fotocamere mirrorless.

Proprio così. In parole povere il nuovo zoom dei Pixel 3 utilizza lo stesso escamotage che, tanto per fare un esempio, si trova su alcune mirrorless: il pixel shift.

Personalmente non sono mai stato un grande fan dello zoom digitale. A causa del minuscolo sensore, è sempre stato un tallone d’Achille per tutti gli smartphone: rumore eccessivo e numerosi artefatti. Solo in tempi recenti, grazie all’implementazione della doppia fotocamera che ha reso possibile lo zoom ottico, la situazione è molto migliorata; è fondamentalmente questo il motivo per cui tutti i grandi produttori si sono spostati sul doppio sensore, non per una questione di estetica o di marketing – o perlomeno, non solo. Nonostante questo, le imperfezioni continuano a persistere, vuoi a causa delle dimensioni del sensore vuoi a causa della scarsa qualità ottica impiegata nella costruzione dell’obiettivo. Per fare un esempio pratico, io utilizzo un P20 Pro: i passi da gigante fatti in termini di zoom sono incredibili anche grazie all’ingegnerizzazione ottica Leica, ma in molte situazioni continuo a preferire il crop sull’immagine da 40 Mpxl rispetto all’utilizzo dello zoom 2x per una semplice questione di ricchezza del dettaglio. Se poi si tenta di salire a 5x ad esempio, entra in gioco lo zoom digitale che altro non è che una singola immagine ridimensionata (ingrandita) nella quale, attraverso l’interpolazione, si cerca di ricreare informazioni che non sono disponibili nell’originale a causa della bassa risoluzione: in poche parole, lo zoom digitale è l’upscaling di un ritaglio.

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Ma torniamo ai Pixel 3. In un mondo costellato di doppie e triple fotocamere, come riuscire ad emergere dotando i propri smartphone di una singola unità ottica? In Google se lo saranno chiesti fino allo sfinimento e molto probabilmente avranno deciso di “copiare” la tecnologia delle fotocamere alle quali si ispirano per sopperire alle mancanze dell’interpolazione. La nuova funzione Super Res Zoom infatti utilizza la tecnologia pixel shift su un sensore Dual Pixel per poter ottenere le informazioni mancanti che servono all’immagine: unisce molti fotogrammi leggermente sfalsati per creare un’immagine con una risoluzione più elevata.

Sulle fotocamere ciò è possibile andando a spostare il sensore attraverso dei micromovimenti di un pixel e, per poterlo fare, la fotocamera deve essere messa su un treppiede. Panasonic Lumix G9 ha questa funzione ed è chiamata High Res: unisce assieme quattro immagini a piena risoluzione e “costruisce” un file gigantesco da 80 MB. Anche i nuovi Pixel 3 si comportano in maniera analoga ma non sfruttano il movimento del sensore, bensì dello stabilizzatore: se appoggiati su un treppiede si aziona un movimento ellittico dell’OIS che “sposta” l’immagine inquadrata in modo da acquisire più informazioni della scena.

Ma come portare quindi l’alta risoluzione anche nella modalità zoom? Non potendo spostare il sensore per coprire più pixel, gli sviluppatori hanno deciso di utilizzare il micromosso della mano. Sugli smartphone il micromosso è sempre rilevabile se si scatta a mano libera e Google ha quantificato questo tremore in una grandezza di pochi pixel: da 5 a 20. Nella pratica in modalità Super Res Zoom Pixel 3 scatta una sequenza di immagini e il software, dopo aver scelto un fotogramma di riferimento, allinea ogni fotogramma successivo (che è sfalsato rispetto al precedente di qualche pixel) partendo dall’analisi dei bordi dell’immagine. Essendo il sensore Dual Pixel, l’interpolazione tra fotogrammi sarà precisa non a livello di singolo pixel ma di sub pixel. Questo sistema permette di avere un buon equilibrio tra riduzione del rumore e miglioramento dei dettagli, pur non avendo il Pixel 3 uno zoom ottico vero e proprio.

A quanto dice Google, l’immagine ottenuta tramite High Res Zoom (almeno fino a 2x) è più ricca di informazioni colore e più precisa rispetto ad un crop ottenuto dal medesimo scatto. Per saperne di più, su Google AI Blog potrete trovare altre informazioni più dettagliate.

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