CMOS图像传感器--HDR模式
时间:2021-11-11 14:09:38
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[导读]HDR传感器的设计工程师是一群特别的“艺术画家”。他们以实验室为画室,以相机镜头为画布,而用芯片调配出最丰富的色彩。当我们拍摄一幅明暗悬殊的画面时,镜头捕捉的图像往往会与亲眼所见的景象相差甚远。而这些“艺术画家”的作品——HDR技术则能够帮我们留住更加真实的画面。 也许你早就使用...
什么是HDR
HDR传感器的发展
我们拍摄的照片来自传感器上的像素,它们将光处理为电信号,组合起来输出画面。当捕捉对象亮度过强,大量电荷挤在单个像素内,生成的图像就会过曝。
2003年,富士(Fujitsu)公司推出了具备Large/small pixels(大小像素)分离结构的“Super CCD SR”,巧妙借助像素性质的差异实现HDR。1传感器每“格”中的一大一小两个像素同时进行拍摄,获取高曝光和低曝光两幅画面。合成后,就形成了覆盖不同动态范围的HDR图像。不过,由于画面易形成瑕疵,这项技术并没有被大范围采用。
HDR技术最常见的运作方式是拍摄(捕获)具有不同曝光的多个画面,并合成出完美的HDR图像。其中,最原始的是Multi-frame HDR(多帧异曝光HDR)。由于曝光时间不同,它所用的原理是相机连续拍摄多张不同曝光的照片,并叠加这几张照片,从每张照片中提取最好的部分进行合成。
紧接着,索尼提出了像素排列的另一种可能——Zigzag HDR(Z字形HDR)。2这是iHDR的升级版本。传感器上同时存在长曝光和短曝光设置,以“ Z”字交叉分布。与iHDR相比,分辨率损失得到了有效降低,并且画面也更自然,还能应用于视频拍摄。
同年(2014年),谷歌推出了HDR 技术。3传感器至少8次连续拍摄同样曝光的画面,将其叠加分辨出暗部中的细节与噪点,从而利用算法实现宽广的动态范围。谷歌相机的“突发模式”能够在按下快门前即自动开始预拍,以实现HDR效果的快速抓拍。这与当初的multi-frame HDR已不可同日而语。
QHDR(Quad HDR,四像素HDR)与Zigzag HDR相比,不仅在行对齐方面有所不同,而且在传感器中像素的排列方式上也有所不同。在QHDR中,每个2×2的四像素区域成为一个单元,以不同曝光设置共同工作。这项技术速度快、效果好,非常适合应用在视频拍摄中。
SK海力士的CIS图像传感器