Cómo la Inteligencia Artificial mejora la fotografía nocturna

Madrid, 1 de agosto 2023 - Con días de verano más largos, y un montón de cosas sucediendo durante el atardecer y la noche, explorar el paisaje, capturar momentos y compartirlos con amigos y familiares es algo que no se puede perder. Y no hay mejor herramienta para ello que un smartphone, con sus ventajas tan tangibles: el simple hecho de que resulta muy atractivo, incluso para los más novatos, coger el teléfono -independientemente de su forma- y salir a explorar lo que se puede captar a través de la pantalla. Con los avances en la capacidad de captura de imágenes de los smartphones a lo largo de los años, esto se ha vuelto aún más fácil, ya que estos dispositivos omnipresentes se encuentran en el bolsillo, el bolso o la mochila de casi todas las personas. Y, con sus grandes sensores, potentes procesadores y funciones inteligentes, abren la ventana a la exploración incluso en situaciones de poca luz.

Uno de los factores clave es el modo en que el hardware y el software trabajan juntos. La parte del hardware se cubre en gran medida mediante la aplicación de grandes sensores de imagen. El sensor de imagen de 1 pulgada, como se ve en el vivo X90 Pro, ayuda a que llegue más luz al sensor, lo que contribuye a mejorar la relación señal-ruido. Además, gracias a la combinación de materiales de vidrio y plásticos, ambos de alta gama, la calidad general de la imagen mejora y, gracias al revestimiento ZEISS T*, la imagen general ha reducido significativamente los efectos no deseados de la lente, como la imagen fantasma.

Por lo tanto, el hardware aloja el software -incluidos algoritmos muy capaces- para sacar realmente a relucir las capacidades de imagen del dispositivo. El X90 Pro, por ejemplo, cuenta con el procesador de imagen vivo llamado V2, que incluye una arquitectura AI-ISP (Inteligencia Artificial con Procesamiento de Señal de Imagen), que combina el subsistema de procesamiento de imágenes con una unidad de aceleración de IA, que se apoya con una memoria totalmente integrada en el procesador y un acelerador de aprendizaje  de memoria cercana, que es capaz de procesar miles de millones de operaciones en un abrir y cerrar de ojos, incluyendo la reducción de ruido de IA, la captura de imágenes de alto rango dinámico y algoritmos de reducción de ruido, que producen imágenes más claras en escenas nocturnas.

Como destacó Oliver Schindelbeck, Director Senior de Tecnología para Smartphones de ZEISS Consumer Products, durante el debate de ZEISS y vivo sobre el futuro de la imagen móvil, "tras la higiene básica de la calidad de imagen, un factor importante es también el procesamiento de la imagen. Los algoritmos actuales no sólo proporcionan un postprocesado de imágenes de calidad, sino que también abren nuevas posibilidades para la captura de imágenes y el análisis de escenas. Aunque todavía existen algunas limitaciones físicas de los elementos de cristal y los sensores relativamente pequeños, pueden superarse con algoritmos y la fotografía computacional que tiene lugar entre bastidores. La detección de escenas y, sobre todo, la reducción del ruido son dos aspectos clave que benefician a los usuarios finales que quieren hacer fotos nocturnas increíbles. Por ejemplo, también se ha integrado un algoritmo HDR mejorado en los buques insignia de vivo, para optimizar aún más los tonos de imagen. Un avance más reciente que se está considerando en los buques insignia de la imagen es el uso de chips personalizados, que combinan una alta eficiencia energética, con la capacidad de ejecutar algoritmos más potentes que mejoran en gran medida los resultados de disparo con poca luz."

Para resumir los beneficios de la fotografía nocturna asistida por IA, vivo y ZEISS destacaron seis puntos clave:

1)    Reducción del ruido:

La fotografía con poca luz a menudo sufre de ruido visible o imágenes granulares; los algoritmos de IA pueden analizar y procesar los datos de la imagen para reducir el ruido y preservar los detalles importantes. Mediante la identificación inteligente y la supresión de los patrones de ruido, los algoritmos de IA ayudan a producir tomas nocturnas más claras y suaves.

2)    Fusión y apilamiento de imágenes:

Gracias al gran sensor de imagen, la rápida velocidad de obturación y el veloz procesamiento de datos del sensor de imagen y el chipset, la IA aprovecha la fusión y el apilamiento de imágenes, uniendo varias imágenes y combinándolas en una imagen final, con un rango dinámico mejorado y ruido reducido. Esto beneficia especialmente a la captura de detalles en el fondo y las sombras, con tomas nocturnas bien expuestas como resultado final.

3)    Alta resolución:

Los sensores de imagen de gran tamaño, combinados con algoritmos basados en IA, utilizan herramientas de machine learning para mejorar el nivel de detalle de las imágenes. Analizan patrones y texturas, generando versiones de mayor resolución y claridad. A veces, la calidad de la imagen puede verse comprometida debido a una entrada de luz limitada, por lo que contar con un sensor de gran tamaño, estabilizado óptica y electrónicamente, que capte mucha luz, y con un algoritmo de IA integrado que procese la imagen casi en tiempo real, mejora los detalles.

"Ofrecer colores verdaderamente naturales a los consumidores ha sido uno de los principales aspectos de nuestra colaboración con ZEISS. Ahora estamos ante la tercera generación de esta función, que se estrenó con el vivo X70 Pro y se ha ido mejorando meticulosamente a lo largo de los años. Hemos estado recibiendo comentarios y tomando notas de los fotógrafos de ZEISS, los entusiastas de la fotografía y los clientes finales por igual, para obtener una verdadera comprensión de cómo mejorar la captura del color natural. Una de las cosas más importantes que estamos orgullosos de haber conseguido es cerrar el círculo en la cadena de la imagen, prestando especial atención a la pantalla; así, ahora, los consumidores tienen una experiencia mucho mejor desde el momento en que ven una escena, abren la aplicación de la cámara y pulsan el botón del obturador, hasta el momento en que revisan la imagen en la pantalla; y todo esto sucede en un instante, para dar a los consumidores la confianza de que lo que ven también lo capturarán con todo lujo de detalles", destacó Daniel Götz, Director de Producto de vivo Europe.

4)    Exposición adaptativa y mapeo de tonos:

El vivo X90 Pro incorpora ZEISS Natural Color 2.0, una función que contribuye a capturar correctamente todos los colores de la escena. Los algoritmos de IA analizan el encuadre y ajustan la exposición y el mapeo de tonos en tiempo real. Esto da como resultado imágenes mejor equilibradas en condiciones de poca luz, garantizando que tanto las altas luces como las sombras estén bien conservadas.

5)    Enfoque automático con poca luz:

La combinación del sensor láser AF del X90 Pro, con el sensor de 1 pulgada y el análisis de imagen basado en IA, aborda el talón de Aquiles de los sistemas de autoenfoque tradicionales, que tienen dificultades en situaciones de poca luz. Por ejemplo, el sistema de imágenes IA del vivo X90 Pro ha sido "entrenado" a través de millones de imágenes de cielos estrellados e imágenes con poca luz, aprovechando el machine learning para analizar la imagen y predecir la posición óptima de enfoque.

6)    Modos nocturnos:

Muchas cámaras de smartphone incluyen modos nocturnos dedicados que utilizan algoritmos de IA, y el X90 Pro es un buen ejemplo de cómo aprovecharlos con su tercera generación de modos especialmente diseñados, que capturan y procesan múltiples fotogramas con diferentes ajustes de exposición y siguen para alinearlos y fusionarlos para producir una única imagen bien expuesta. La clave está en entrenar al algoritmo para que alinee con precisión los fotogramas, reduzca el ruido y mejore los detalles, con el fin de mejorar la calidad general de la imagen.

"El algoritmo que hay detrás de las funciones de imagen no sólo es responsable de la buena calidad de la imagen, sino que también abre nuevas posibilidades para el procesamiento de imágenes. El subsistema de procesamiento de imágenes incorpora un algoritmo mejorado de reducción de ruido (NR) de IA, que ayuda al chip principal a producir imágenes más nítidas en escenas nocturnas. Por ejemplo, una de las ventajas del algoritmo informático es que se puede conseguir fotografía nocturna sin efectos de desenfoque por movimiento. Otro efecto es que los tonos de la imagen se optimizan gracias a un algoritmo HDR mejorado. Esto significa que la IA integrada reconoce la escena y los colores de la imagen que se acaba de tomar y optimiza el balance de blancos de la imagen, lo que añade un efecto más natural a la fotografía". - concluyó el Dr. David Abreu, Senior Scientist Mobile Imaging, ZEISS Consumer Products.

###

Sobre vivo

vivo es una empresa de tecnología que crea excelentes productos basados en un valor impulsado por el diseño, con dispositivos inteligentes y servicios inteligentes como núcleo. La compañía tiene como objetivo construir un puente entre los humanos y el mundo digital. A través de una creatividad única, vivo brinda a los usuarios una vida móvil y digital cada vez más conveniente. Siguiendo los valores fundamentales de la empresa, que incluyen Benfen*, valor impulsado por el diseño, orientación al usuario, aprendizaje continuo y espíritu de equipo, vivo ha implementado una estrategia de desarrollo sostenible con la visión de convertirse en una corporación de clase mundial más sana y sostenible.

Mientras reúne y desarrolla los mejores talentos locales para brindar excelencia, vivo cuenta con el respaldo de una red de centros de I+D en Shenzhen, Dongguan, Nanjing, Beijing, Hangzhou, Shanghái y Xi'an, centrándose en el desarrollo de tecnología punta. Tecnologías de consumo de arte, que incluyen 5G, inteligencia artificial, diseño industrial, sistema de imágenes y otras tecnologías emergentes. vivo también ha establecido una red de fabricación inteligente (incluidas las autorizadas por vivo), con una capacidad de producción anual de casi 200 millones de teléfonos inteligentes. A partir de ahora, vivo ha ampliado su red de ventas en más de 60 países y regiones, y es amado por más de 400 millones de usuarios en todo el mundo.

*" Benfen " es un término que describe la actitud de hacer lo correcto y hacer las cosas bien, que es la descripción ideal de la misión de vivo de crear valor para la sociedad.

Mantente informado de las últimas noticias de vivo en https://www.vivo.com/en/about-vivo/news