Công nghệ AI giúp camera quan sát ban đêm nhận diện màu sắc trong bóng tối

Thông thường, những gì chúng ta thấy thông qua camera quan sát ban đêm thường khá đơn điệu, chủ yếu mọi thứ đều có màu giống nhau và chủ yếu là sắc thái của màu xanh lá cây. Bằng cách sử dụng các bước sóng khác nhau của ánh sáng hồng ngoại và một thuật toán AI tương đối đơn giản, các nhà khoa học từ Đại học California, Irvine đã có thể mang lại một số màu sắc cụ thể cho những hình ảnh trong bóng tối.

• Cần hỗ trợ AI cho các nước đang phát triển
• Trí tuệ nhân tạo cảm xúc

Ánh sáng trong quang phổ tương tự như đài FM, bao gồm nhiều tần số khác nhau. Cả ánh sáng và radio đều là một phần của quang phổ điện từ. Nhưng ánh sáng, không giống như sóng vô tuyến, được đo bằng nanomet thay vì megahertz. Ánh sáng mà mắt người bình thường có thể cảm nhận được có bước sóng từ 400 đến 700 nanomet.

Camera an ninh điển hình được trang bị tầm nhìn ban đêm sử dụng một màu và bước sóng ánh sáng hồng ngoại, dài hơn 700 nanomet, để tạo cảnh. Ánh sáng hồng ngoại là một phần của quang phổ điện từ mà mắt thường không nhìn thấy được. Những sóng này đã được các nhà khoa học sử dụng để nghiên cứu nhiệt năng; tín hiệu ánh sáng hồng ngoại cũng là những gì một số điều khiển từ xa sử dụng để giao tiếp với màn hình tivi.

Camera an ninh hiện nay được trang bị tầm nhìn ban đêm sử dụng một màu và bước sóng ánh sáng hồng ngoại, dài hơn 700 nanomet. Ánh sáng hồng ngoại là một phần của quang phổ điện từ mà mắt thường không nhìn thấy được. Những sóng này đã được các nhà khoa học sử dụng để nghiên cứu nhiệt năng; tín hiệu ánh sáng hồng ngoại cũng là những gì một số bộ điều khiển từ xa sử dụng để kết nối với màn hình tivi.

Trước đây, để lập trình máy ảnh quan sát ban đêm cách nhìn màu sắc, các nhà nghiên cứu sẽ chụp ảnh cùng một cảnh bằng máy ảnh hồng ngoại và máy ảnh thông thường, đồng thời huấn luyện máy dự đoán hình ảnh màu từ hình ảnh hồng ngoại từ hai loại đầu vào này. Nhưng trong thí nghiệm này, nhóm nghiên cứu từ UC Irvine muốn xem liệu camera quan sát ban đêm sử dụng nhiều bước sóng ánh sáng hồng ngoại có thể giúp một thuật toán đưa ra dự đoán màu sắc chính xác hơn hay không.

Để kiểm tra điều này, họ đã sử dụng một camera đơn sắc phản ứng với ánh sáng từ quang phổ nhìn thấy và hồng ngoại. Hầu hết các máy ảnh màu đều chụp được ba màu ánh sáng khác nhau: đỏ (604 nm), xanh lá (529 nm) và xanh lam (447 nm). Ngoài việc chụp bộ ảnh mẫu có các màu ánh sáng chiếu vào chúng, thiết bị thí nghiệm còn chụp ảnh trong bóng tối dưới ba bước sóng khác nhau của ánh sáng hồng ngoại ở 718, 777 và 807 nm.

Sau đó, các nhà khoa học sử dụng ba bức ảnh hồng ngoại được ghép nối với các bức ảnh màu để huấn luyện mạng lưới trí tuệ nhân tạo có thể đưa ra dự đoán về màu sắc trong cảnh đó. Mạng lưới này có thể tái tạo lại hình ảnh màu từ ba hình ảnh hồng ngoại trông khá gần với thực sau khi đã được nhóm nghiên cứu đào tạo và cải thiện hiệu suất của nó.

Andrew Browne, giáo sư nhãn khoa tại UC Irvine cho biết: “Khi chúng tôi tăng số lượng kênh hồng ngoại, hoặc màu hồng ngoại, nó cung cấp nhiều dữ liệu hơn và điều này chúng tôi có thể đưa ra các dự đoán tốt hơn, trông khá gần với hình ảnh thực.”

Đối với dự án này, nhóm nghiên cứu chỉ thử nghiệm các thuật toán và kỹ thuật của họ trên các bức ảnh màu in. Tuy nhiên, Browne cho biết thêm, họ đang tìm cách áp dụng điều này cho video, và cuối cùng là các đối tượng trong thế giới thực cũng như chủ thể con người.

Duy Anh