Arvutuslik videostabiliseerimine nutitelefonides

Veel mõned aastad tagasi oli iga tõsisema mobiilivideograafi varustuses kohustuslik element mehaaniline gimbal. Tänapäeval on aga pilt muutunud: nutitelefonid suudavad käest filmides pakkuda tulemust, mis on peaaegu eristamatu raskete mehaaniliste stabilisaatorite saavutatust. Selles tehnoloogilises murrangus mängib peaosa arvutuslik videostabiliseerimine – keeruline süsteem, kus füüsiline riistvara ja nutikad algoritmid töötavad reaalajas käsikäes, et kaotada igasugune kätevärin ja põrutus.

Mis on arvutuslik videostabiliseerimine ja kuidas see töötab?

Kaasaegne arvutuslik videostabiliseerimine ei tugine vaid ühele tehnoloogiale, vaid kujutab endast mitme erineva kihi sünergiat. Süsteemi alustalaks on optiline pildistabilisaator (OIS), mis liigutab kaamera objektiivi või sensorit füüsiliselt vastassuunas kättemüra suunaga. Kuid optikal on oma mehaanilised piirid, mida puhas füüsika ületada ei suuda.

Siin tulebki appi tarkvara. Telefonis olevad güroskoobid ja kiirendusandurid salvestavad seadme liikumist tuhandeid kordi sekundis. See metadata edastatakse otse pildiprotsessorile, mis teab täpselt, millal ja kuhu poole seade kaadri jäädvustamise hetkel kaldus.

Elektrooniline lõikamine ja pikslite kaardistamine

Tarkvaralise tasakaalustamise esimene samm on digitaalne rajamine ehk kadreerimine. Kaamera salvestab tegelikult natuke suuremat pildivälja kui see, mida kasutaja ekraanil näeb. Süsteem lõikab kaadrist servad ära ja liigutab sisekaadrit vastavalt güroskoobi andmetele, hoides keskset objekti alati samas positsioonis.

Piltlikult öeldes nihutab telefon videot kaadri sees nii kiiresti, et lõplik salvestis näib täiesti liikumatuna.

Perspektiivi korrigeerimine ehk Warp-Mapping

Lihtne pildi nihutamine ei lahenda aga kõiki probleeme. Kui kaamerat liigutatakse nurga all, tekivad pildile optilised moonutused. Tänu täiustatud algoritmidele suudab nutitelefoni protsessor teostada nn warp-mapping protsessi, kus iga kaader jagatakse virtuaalseks võrgustikuks ja painutatakse digitaalselt õigeks, et vältida nn tarretise-efekti (rolling shutter).

Kas mehaaniline gimbal on lõplikult surnud?

Kuigi arvutuslik videostabiliseerimine pakub fantastilisi tulemusi tavakasutajale ja sisuloojale, on mehaanilistel stabilisaatoritel endiselt oma koht. Väga pimedas keskkonnas filmides võib digitaalne korrektsioon tekitada pildile hägusust, sest säriaeg on pikem. Samuti kärbib tarkvaraline lahendus pisut vaatenurka.

Hoolimata neist eranditest on selge, et enamiku inimeste jaoks on nutitelefoni sisseehitatud süsteemid muutnud eraldi lisaseadmete kaasaskandmise tarbetuks. Algoritmide areng ja kiipide võimekus viivad mobiilse videograafia iga aastaga uuele tasemele.

Kas sina kasutad videote filmimisel veel eraldi mehaanilist stabilisaatorit või usaldad täielikult oma nutitelefoni sisseehitatud tehnoloogiat? Jaga oma kogemusi kommentaarides!