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一种避免相机过度曝光的新技术

来源: 作者:admin 点击:212

关键词高速相机,传感器,过度曝光,像素

 

        来自麻省理工学院和新加坡科技大学的团队近期研发出了一种新技术。该技术基于图像计算,可以使高速相机传感器在光照较强的视场内重设参数,避免图像过度曝光。

 

传统高动态范围技术

传统的高动态范围高速相机大致分为两种技术类型:多帧图像融合技术和单帧图像融合技术。在多帧图像融合技术中,高速相机在不同的曝光水平下拍摄多幅图像并将它们融合在一起。采用该方法难以拍摄运动物体,或者说,被拍摄物任何轻微的抖动都会导致糟糕的拍摄结果。因此,在这种情况下,消幻影“技术(除去透明度)通常是必要的。在单帧图像融合技术中,高速相机传感器芯片的像素与像素之间具有不同的曝光时间,索尼相机和富士相机都曾采用过这种技术。但是,使用这种技术通常会出现若干曝光不足的像素,并影响到相机分辨率。

 

新技术介绍

传统相机        模相机       图像恢复


本文介绍的新技术针对单帧图像融合技术进行了补充和改进,研究小组通过调整传感器电路来防止图像过度曝光。当单个图像传感器的电容充满时,高速相机通过控制器复位传感器电容。在曝光期间,当传感器像素的电容充满时,一个复位信号被发送到像素的电容中使电容放电(清空像素值)。通过这种方法,像素曝光期间内是“自主”控制的。如果地面实况信号值是可通过二进制位长字符串来表示一个大的数字,我们的高速相机只需要少量的显著位来表示。例如,用一个八位高速相机传感器(位深度为8),每当一个像素填充有8位的信息,其电容器复位到零,并开始另一轮灌装。在曝光结束时,该模相机保持只有最少的像素填充8比特显著位。相对的,传统照相机会得出81秒,这导致了许多白色像素。因此,我们的新方法在图像采集过程中保留了更多的信息。该复位功能与数学中的取模操作完全相同,因此,这种相机被称为“模相机”。

 

为了避免模条纹(伪像),研究团队采用一种逆模(或展开)算法,消除图像的过度曝光现象,该算法只需用户点击一个高速相机按键,让计算机处理过度曝光问题。