CMOS面陣圖像傳感器之高動態光照渲染技術

高動態范圍(HDR)

高動態范圍(HDR)成像的一個特色，是可用來拍攝最亮和最暗區域之間具有寬對比度的圖像。通過擴展動態范圍，它有助于使此類圖像看起來更為自然。東芝公司的圖像傳感器已開發了HDR功能，可以糾正對比度高的場景，產生更自然的靜態和視頻拍攝圖像。東芝的HDR功能，減少了由于HDR合成而產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……同時拍攝隔行曝光時間不同的照片，然后將其合成為一個單一的HDR圖像。

東芝HDR：單才HDR示例

多幀HDR……將拍攝到的具有不同曝光時間的多重幀畫面合成到一個單一的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必須拍攝某一場景的短時曝光和長時曝光的多重幀畫面，而單幀HDR只需拍攝一個畫面。

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60幀的快速幀率。

提供流暢視頻

長曝光可能使移動的物體變得模糊不清。為了解決這一問題，東芝HDR將短時及長時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合成而產生的動態模糊，提供更為流暢的視頻。

色彩更明亮，假彩色更少

用多幀HDR拍攝移動物體，會造成相鄰幀之間的動態模糊，因為它們的圖像在不同幀的目標區域內都有差別。將這些畫面合成到一個單一HDR圖像中會導致假彩色產生。由于單幀HDR將拍攝到的短時和長時曝光行合并到一個單一的HDR圖像中，它會減少動態模糊。

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針對不同的形使用不同的曝光時間(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根據目標應用和分辨率需求，集成了各種創新。

東芝專為智能手機和平板電腦應用而設計的圖像傳感器，能在垂直方向上提供超出實際需要兩倍的像素，而用于監控和車載攝像機應用的圖像傳感器則采用獨特的拍攝方法。

HDR壓縮功能

合成HDR圖像的像素數據超過了10位數據，為了執行其他類型的圖像處理，HDR像素數據必須被壓縮，以使用較少位的數據。

一般來說，有兩種壓縮方法可做到這一點：全局色調映射將同一色調曲線應用到整個圖像，而局部色調映射僅將色調曲線應用到局部圖像。

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

HDR圖像傳感器的產品陣容