相机光学(四十二)——sony的HDR技术

1.概述

索尼的HDR技术包括以下几种,这些技术共同构成了索尼在HDR领域的技术矩阵,旨在提供更宽广的动态范围、更丰富的色彩表现以及更真实的光影效果:

  • Multi-frame HDR(多帧异曝光HDR):这是一种通过不同曝光时间图像的多帧合成来实现HDR的技术。
  • BME-HDR(Binning Multiplexed Exposure):索尼的BME-HDR技术通过合并同时进行长、短曝光的两行来获得高动态范围图像。
  • SME-HDR(Spatially MultiplexedExposure):这是一种空间多重曝光技术,通过"Z字形"的曝光阵列将长、短曝光图像融合在两行范围之内,减少分辨率损失。
  • QBC-HDR 3-HDR技术:在QBC技术的基础上,索尼开发了QBC 3-HDR技术,通过在同色四像素内分别施以三重曝光(短、中、长曝光),融合后获得动态范围更广的HDR图像。
  • DOL-HDR(Digital Overlap):索尼的DOL技术利用滚动电子快门的特点,让曝光与读出交织进行从而实现"准同时"曝光,解决了运动伪影问题。
  • 高转换增益(UHCG)电路技术:这项技术可以大幅减少低照度条件下的随机噪点,实现清晰的主体成像,并结合新式HDR功能,实现86dB的动态范围。
  • STARVIS™ 2 技术:索尼专有的这项技术,利用背照式像素技术,实现高灵敏度和高动态范围(HDR),使动态范围达到88 dB。
  • HDR动态逐像重塑技术:索尼X1芯片中提到的这项技术,使得画面的层次更鲜明,动态识别,逐一重塑。

2.QBC和DOL的定义和区别

2.1 QBC

QBC是索尼的一种HDR技术,利用Quad Bayer排列中四个同色像素聚在一起的特性,直接实现了片上HDR。通过每个对角线一组的曝光策略,每组同色四像素便能输出分别对应长、短曝光的两组图像,融合之后便能得到一张HDR图像。QBC HDR技术可以说是SME-HDR技术的完美迭代,其优点除了速度快之外,效果还很好,所以非常适合应用在视频拍摄中。

2.2 DOL

DOL是索尼的一种sensor多帧HDR技术。DOL技术能够利用滚动电子快门的特点,让曝光与读出交织进行从而实现"准同时"曝光。在DOL-HDR技术的加持下,每行像素完成读取后,可以立即开始下一次曝光,这样就可以省下等待其它像素完成读取的时间。DOL技术不仅没有BME那损失分辨率和图像不自然的缺点,还大幅改善了"运动伪影"问题。

2.3区别

技术实现:QBC技术是在单个像素级别上实现HDR,通过Quad Bayer排列的四个同色像素进行不同曝光时间的合成;而DOL技术则是在多帧图像级别上实现HDR,通过"准同时"曝光的多帧图像进行融合。

运动伪影:QBC技术虽然能够提供优秀的HDR效果,但与SME-HDR一样无法彻底解决"运动伪影"问题;而DOL技术则大幅改善了"运动伪影"问题。

分辨率损失:QBC技术不会损失分辨率,而DOL技术的2exp-DOL版本在动态范围效果上不如QBC 3-HDR技术,但3exp-DOL版本则包含了长、中、短三曝光,提供了更广的动态范围。

总结来说,QBC和DOL都是索尼的HDR技术,但它们在实现方式、对运动伪影的处理以及分辨率损失方面有所不同。DOL技术在处理运动伪影方面更为先进,而QBC技术则在保持分辨率的同时提供HDR效果。

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