手机高动态范围(HDR)技术
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手机高动态范围(HDR)技术

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概述

我们的世界中,有阳光般明亮的物体,也有星光般昏暗的环境,亮度所跨的范围非常广(动态范围)。

明るさに関する大きな幅(ダイナミックレンジ)の図表

图像传感器可拍摄的动态范围很小,因此,不能将人眼能看到的范围完全拍摄下来。拍摄明亮的被摄体,暗部会发黑模糊,拍摄昏暗的被摄体,亮部会过度曝光。另外,需要缩小尺寸的智能手机图像传感器,由于捕捉光线的能力低下,因此,可拍摄的亮度范围更小。使用智能手机拍摄逆光等明暗差显著的场景时,拍摄效果与肉眼所见相差很大的原因就在于此。

用于捕捉这种明暗差(动态范围)显著的场景的功能就是HDR(High Dynamic Range)。在HDR模式下,通过改变图像传感器的动作、自动调整亮度,就能抑制过度曝光和暗部模糊,拍摄出接近肉眼所见的影像。

索尼半导体解决方案公司(下称SSS)的图像传感器在传感器中内置了曝光控制技术与信号处理功能,单独凭借传感器就能实现HDR拍摄。特别是支持三重曝光拍摄的图像传感器,不仅能获得与肉眼所见一样的图像,其效果还适用于视频。

技术说明

拍摄时抑制过度曝光或暗部模糊

晴朗的日子里从室内拍摄室外景象,在这种动态范围较大的场景下,也能避免室外过度曝光、室内发黑模糊的情况,保留亮部和暗部两方的信息。

SDR(Standard Dynamic Range)で撮影のイメージ画像(室内から屋外を撮影)

用SDR(Standard Dynamic Range)拍摄

用HDR拍摄(IMX689)

用HDR拍摄(IMX689)

夜晚的风景实际上也是动态范围较大的场景。使用HDR,就能抑制霓虹灯的过度曝光,真实呈现夜晚的美景。

用SDR拍摄

用SDR拍摄

用HDR拍摄(IMX689)

用HDR拍摄(IMX689)

单独凭借传感器实现HDR拍摄

HDR拍摄首先会改变快门时间,拍摄不同亮度的图像信号。接着,在图像传感器上将拍摄的多张图像合成为一个数据,从而创建具备广域动态范围的信号。然后,基于该图像的辉度分布,进行渐变校正处理,调整亮度,就能抑制过度曝光与暗部模糊,得到接近于人眼所见的图像。
并且,支持三重曝光拍摄的QBC图像传感器,是以短时间曝光、长时间曝光和时长介于两者之间的曝光这三个曝光条件,同时拍摄同色的四个像素,然后合成图像,因此,可实现等同于肉眼所见的动态范围。

多重曝光拍摄,合成处理,然后渐变校正。索尼半导体解决方案公司产的图像传感器可即时地在图像传感器的逻辑芯片内完成这一系列的HDR处理,因此,拍摄视频也可使用HDR功能。

单独凭借传感器实现HDR拍摄

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