Nuovi documenti scoperti Giovedì mostrano che Apple è al lavoro su una tecnologia per portare la qualità delle foto dei prossimi iPhone a nuovi livelli.
I nuovi documenti fanno riferimento a notizie già pubblicate due mesi fa, e sembra che Apple abbia intenzione di puntare ad un innovativo un motore di imaging a “super-risoluzione”, che utilizza la stabilizzazione ottica dell’immagine per catturare più campioni che vengono poi cuciti insieme per formare un’incredibile foto ad alta densità.
Con l’iPhone che è già una delle fotocamere digitali di consumo più popolari del mondo, Apple sta cercando di costruire la propria leadership nel settore con una nuova tecnologia che incrementa significativamente la risoluzione delle immagini senza la necessità di più megapixel. Questo sarà anche reso possibile da un altro brevetto recentemente registrato.
Secondo una domanda di brevetto pubblicata dal Patent and Trademark Office degli Stati Uniti Giovedi chiamata “Super-risoluzione basata sulla stabilizzazione ottica dell’immagine”, Apple sta testando utilizzi alternativi ed esclusivi per l’attuale tecnologia OIS, un percorso molto diverso da produttori di smartphone rivali.
In termini molto semplici, l’invenzione utilizza un sistema di stabilizzazione ottica dell’immagine (OIS, Optical Stabilization System) per scattare una serie di foto in rapida successione, ciascuno con un angolo leggermente sfalsato. I campioni ottenuti vengono inseriti in un motore di elaborazione delle immagini che crea un’immagine con un patchwork a super-risoluzione.
Sistemi OIS tradizionali utilizzano sensori inerziali o di posizionamento per rilevare il movimento della fotocamera come la scossa da una mano malferma. Degli attuatori collegati al modulo di imaging di una fotocamera (CCD, CMOS o sensori equivalenti), o in alcuni casi elementi lenti, poi spostano il componente in un vettore uguale e contrario per compensare il movimento indesiderato.
Modi fisici di stabilizzazione di solito producono immagini di qualità superiore rispetto alle soluzioni basate su software. Considerando che le tecniche di stabilizzazione digitale compensano le vibrazioni tirando da pixel al di fuori del bordo di un’immagine o l’esecuzione di una foto tramite algoritmi di matching (abbinamento) complessi, OIS sposta fisicamente i componenti della fotocamera.
Il brevetto di Apple prende il sistema OIS tradizionale e lo combina con tecniche di elaborazione delle immagini avanzate per creare quello che chiama “imaging in super-risoluzione”.
Secondo una realizzazione, il sistema è composto da una telecamera, un attuatore per il posizionamento OIS, un sensore di posizione, un sensore inerziale, un processore OIS e un motore di super-risoluzione. Un processore centrale, come chip-sistema A7 di iPhone 5S, governa il meccanismo e dati traghettati tra diversi componenti.
In pratica, un utente può essere presentato con un opzione di super-risoluzione in una basilare applicazione della fotocamera. Quando si attiva l’otturatore, sia da un pulsante fisico che da un pulsante sullo schermo, il sistema spara una raffica di scatti molto simile modalità burst di iOS 7, come sostenuto da iPhone 5S.
Mentre sta prendendo i campioni di immagini successive, un attuatore ad alta precisione inclina il modulo della fotocamera in spostamenti di sub-pixel lungo il percorso ottico – attraverso il piano dell’orizzonte o il piano dell’immagine. In alcune realizzazioni, più attuatori possono essere dedicati a spostare sia l’inclinazione che l’imbardata contemporaneamente. In alternativa, gli stabilizzatori ottici possono spostare gli elementi lente oltre il modulo di imaging.
Poiché il processore OIS è tarato per comandare l’attuatore in noti spostamenti sub-pixel, i campioni risultanti possono essere interpolati e rimappati ad una griglia ad alta risoluzione. Il processo è supportato da un sensore di posizione che può indicare l’angolo di inclinazione, migliorando ulteriormente la precisione.
Considerato un campione a bassa risoluzione, ogni scatto successivo viene trasferito ad un motore a super-risoluzione che combina tutti i dati delle foto per creare un’immagine densamente campionata. Certe realizzazioni consentono ai campioni a bassa risoluzione di essere proiettati su una griglia ad alta risoluzione, mentre altre richiedono interpolazione su una griglia di sub-pixel.
Infine, il motore a super-risoluzione può applicare tecniche aggiuntive come correzione gamma, anti-aliasing e altri metodi di elaborazione dei colori per formare un’immagine finale. Come bonus aggiuntivo, il sistema OIS può anche essere incaricato per le funzioni reali di stabilizzazione, mentre il meccanismo di super-risoluzione è in funzione.
Il resto del brevetto di Apple offre maggiori dettagli sulla calibrazione del sistema, metodi alternativi di costruzione dell’immagine finale e soglie ottiche chiave necessarie per il funzionamento preciso. Sono inoltre discussi i filtri, le strutture di sensore come le lenti-micron e le specifiche relative alla luce ed alla gestione del colore.
Non è noto se Apple sceglierà di implementare il suo sistema di super-risoluzione in un iPhone nel prossimo futuro, ma recenti indiscrezioni sostengono la società rinuncerà alla stabilizzazione fisica sul cellulare next-gen in favore di una soluzione digitale. Poiché i sistemi OIS richiedono un hardware aggiuntivo, gli array di fotocamera risultanti sono ingombranti rispetto a un modulo di sensore regolare con stabilizzazione basata su software.
La domanda di brevetto sulla super-risoluzione basata sul OIS di Apple è stata presentata nel 2012 e credita Richard L. Baer e Damien J. Thivent come i suoi inventori.
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