深入浅出理解各种HDR类型

Multi-Frame HDR

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),由于曝光时间的不同,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,示意图如下:

Multi-frame HDR

iHDR

iHDR(Interlaced HDR,行交织HDR)的诞生是为了解决运动伪影的问题(例如上面Multi-frame HDR图中在运动的马,合成后会出现多条腿的问题)。

iHDR将传感器划分为行,并以两行间隔设置长曝光和短曝光。当按下快门时,长曝光和短曝光同时开始。

这种技术可以一次拍摄长曝光和短曝光图像,并最终获得一张HDR图像。不过,行交织的原理使得iHDR损失了一半的分辨率,图片也时常不够自然。

由于种种缺点,导致iHDR未能批量生产。

iHDR

ZigZag HDR

紧接着,索尼推出了像素排列的另一种可能—-Zigzag HDR(Z字形HDR),这个是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,还能引用于视频拍摄。

ZigZag HDR

HDR+

2014年,谷歌推出了HDR+技术。

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。

Google Camera的Burst Capture能够在按下快门前即自动还是预拍(ZSL),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。

HDR+

QHDR

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上也有所不同。

在QHDR中,每2×2的四像素区域为一个单元,以不同曝光设置共同工作。

这项技术,效果好,非常适合应用在视频拍摄中。

QHDR

Staggered HDR

在Staggered HDR(单帧逐行HDR)功能中,快门以滚动逐行读取信息的特性,由上到下滚动输出长、短曝光的数据。

在长曝光行数据输出的过程中,短曝光行数据也同时生成 ,这使得两行图像之间能够紧密衔接,从而解决了iHDR图像不自然的问题,也有效减少了运动鬼影。

Staggered HDR

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