CMOS面陣圖像傳感器之高動(dòng)態(tài)光照渲染技術(shù)

高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)

高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)成像的一個(gè)特色，是可用來(lái)拍攝最亮和最暗區(qū)域之間具有寬對(duì)比度的圖像。通過(guò)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍，它有助于使此類圖像看起來(lái)更為自然。東芝公司的圖像傳感器已開發(fā)了HDR功能，可以糾正對(duì)比度高的場(chǎng)景，產(chǎn)生更自然的靜態(tài)和視頻拍攝圖像。東芝的HDR功能，減少了由于HDR合成而產(chǎn)生的固有的模糊和假色，提供更為流暢和清晰的視頻。

東芝HDR：制作光滑顏色鮮明的映像

靜態(tài)圖像HDR效果示例

電影HDR效果示例

東芝HDR：使用單框架幀方式

有單幀和多幀HDR方法。

東芝公司的圖像傳感器使用單幀HDR方案。

單幀HDR……同時(shí)拍攝隔行曝光時(shí)間不同的照片，然后將其合成為一個(gè)單一的HDR圖像。

東芝HDR：?jiǎn)尾臜DR示例

多幀HDR……將拍攝到的具有不同曝光時(shí)間的多重幀畫面合成到一個(gè)單一的HDR圖像上。

多幀HDR示例

東芝HDR：特征

具有更快幀速率的視頻

要組成單一的HDR圖像，多幀HDR必須拍攝某一場(chǎng)景的短時(shí)曝光和長(zhǎng)時(shí)曝光的多重幀畫面，而單幀HDR只需拍攝一個(gè)畫面。

因此，單幀HDR拍攝視頻的幀速率快于多幀HDR。東芝提供的圖像傳感器支持全高清分辨率下高達(dá)60幀的快速幀率。

提供流暢視頻

長(zhǎng)曝光可能使移動(dòng)的物體變得模糊不清。為了解決這一問(wèn)題，東芝HDR將短時(shí)及長(zhǎng)時(shí)曝光拍攝到的畫面組合到一幅畫面中。

此方法有助于減少通常由于HDR合成而產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)模糊，提供更為流暢的視頻。

色彩更明亮，假彩色更少

用多幀HDR拍攝移動(dòng)物體，會(huì)造成相鄰幀之間的動(dòng)態(tài)模糊，因?yàn)樗鼈兊膱D像在不同幀的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)都有差別。將這些畫面合成到一個(gè)單一HDR圖像中會(huì)導(dǎo)致假彩色產(chǎn)生。由于單幀HDR將拍攝到的短時(shí)和長(zhǎng)時(shí)曝光行合并到一個(gè)單一的HDR圖像中，它會(huì)減少動(dòng)態(tài)模糊。

因此，單幀HDR能提供色彩更明亮，假彩色更少的圖像。

解決低分辨率的方法

由于單幀HDR針對(duì)不同的形使用不同的曝光時(shí)間(參見“單幀法”圖)，它通常在垂直方向上具有較低的分辨率。為了提高垂直分辨率，東芝單幀HDR根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用和分辨率需求，集成了各種創(chuàng)新。

東芝專為智能手機(jī)和平板電腦應(yīng)用而設(shè)計(jì)的圖像傳感器，能在垂直方向上提供超出實(shí)際需要兩倍的像素，而用于監(jiān)控和車載攝像機(jī)應(yīng)用的圖像傳感器則采用獨(dú)特的拍攝方法。

HDR壓縮功能

合成HDR圖像的像素?cái)?shù)據(jù)超過(guò)了10位數(shù)據(jù)，為了執(zhí)行其他類型的圖像處理，HDR像素?cái)?shù)據(jù)必須被壓縮，以使用較少位的數(shù)據(jù)。

一般來(lái)說(shuō)，有兩種壓縮方法可做到這一點(diǎn)：全局色調(diào)映射將同一色調(diào)曲線應(yīng)用到整個(gè)圖像，而局部色調(diào)映射僅將色調(diào)曲線應(yīng)用到局部圖像。

東芝的HDR功能執(zhí)行了一種獨(dú)特的壓縮法，該方法最早由東芝基于局部色調(diào)映射技術(shù)而開發(fā)。它有助于減少假彩色和減少對(duì)比度損失，并保持自然的色調(diào)。

HDR圖像傳感器的產(chǎn)品陣容