CMOS--高动态范围(HDR)技术提高图像(Microimage译)

http://www.microimage.com.cnDANIEL VAN BLERKOM, CHRISTOPHE(2010-06-30 12:17:44)

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为了增大分辨率,CMOS的像素被极大地减小,这样需要高动态范围技术来保持甚至增强图像表现。

任何一个打算用手机相机在明亮的窗口前为室内拍照的人都经历过CMOS成像芯片的局限性,或者要解决明暗问题,或者是完全的暴露,让外景非常的饱和。当场景的动态范围超过了图像芯片的动态范围,场景部分的细节就会损失,图像质量也通常不尽人意。

动态范围

动态范围定义为一个图像芯片的最大输出信号除以噪音下限和上报分贝。例如,有着全阱10000个电子的芯片的动态范围是70db,假使芯片信号链上没有其他电路限制最大信号的浮动。

70分贝的动态范围是相当典型的民用CMOS图像芯片。自然景观的动态范围大于100分贝。尽管可以通过增加满阱电子实现象素动态范围的增加,带有更小像素的CMOS都移向较低的电压,所以趋势是在相反的方向朝向更小尺寸的像素。

CMOS图像芯片的动态范围扩展后会创造出高动态范围的图像。对于自动芯片,典型场景的照明可以随光度变化,HDR操作也变成强制性的。这样能利用更小的像素来提高图像表现。CMOS图像芯片的设计者会尽力减小像素大小来提高分辨率。然而,随着像素尺寸的增大,HDR技术允许芯片设计者恢复曾失去的动态范围,保持图像表现。

HDR图:第一个到第五个是传统拍照,最后一个是HDR图像。

参考文章

N. Akahane et al., IEEE J. Solid-State Circuits 41, 6, 851–858 (June 2006).

Y. Wang et al., "A High Dynamic Range CMOS APS Image Sensor," 2001 IEEE Workshop on Charge-Coupled Devices and Ad-vanced Image Sensors (June 2001).

J. Solhusvik et al., "A 1280 × 960 3.75 µm pixel CMOS imager with Triple Exposure HDR," 2009 Intl. Image Sensor Workshop (June 2009).

E. Reinhard et al., High Dynamic Range Imaging, San Francisco, Elsevier (2006).

F. Durand and J. Dorsey, Proc. 29th Conf. on Computer Graphics and Interactive Techniques, 257–266 (2002).

更多详细信息,请联系e-mail: dvb@forzasilicon.com; www.forzasilicon.com

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