如今,人们越来越多地通过智能手机、平板电脑、数码相机、摄像机乃至汽车来摄像。在摄像过程中,常常会遇到图像抖动问题。一个典型的抖动示例,就是人们控制摄像机时手颤动下出现的情形,会使影像晃动,难于观看,尤其是在将缩放功能调到完全放大时更为明显。此外,照相机及摄像机在移动情况下捕获影像时也会出现模糊。因此,设计人员需要采用恰当的影像稳定方法,来帮助在拍照及摄像时控制抖动和模糊不清,优化用户体验。
移动、消费及汽车应用中使用的影像稳定方法,目前主要有三种,包括分别是数字影像稳定(DIS)、电子影像稳定(EIS)及光学影像稳定(OIS)。DIS与EIS的主要区别就在于运动检测方法。DIS使用的是像素映射方法,如图1所示。DIS方法通过分析图片,将狗置于中间位置。也就是说,像素映射方法用软件重新调整狗的位置。
图1. 数字影像稳定(DIS)使用像素映射方法通过软件来稳定图像
相比较而言,EIS使用陀螺仪来检测相机运动并实时补偿运动,将像素及图像品质提升至最高。这两种方法都通过裁剪图像来提供运动补偿。由于EIS使用陀螺仪来感测运动,EIS感测精度极佳,但由于它仍靠裁剪图像来进行运动补偿,故图像品质下降。在图2中,您可以看到保护频带怎样用于裁剪图像以补偿抖动。
图2. 电子影像稳定(EIS)使用陀螺仪来检测相机运动并补偿
大多数应用中使用应用处理器(AP)来处理视频或信号,包括使用EIS及DIS的应用等,尤其是DIS需要较多的处理器资源来补偿抖动及运动。在视频应用中,视频压缩等同于图像品质。像DIS及EIS等方法需要裁剪图像时,图像品质便会下降,因为要不断地降低及提升所捕获图像的品质。 相比较而言,OIS方法捕获及使用了最大像素,且不需要通过保护频带来降低/提高图像品质,故提供最大化压缩并优化了图像品质。而且由于OIS提供内部补偿,故不需要任何其它的应用处理器资源。 表1. 各种影像稳定方法比较
OIS方法的其它优势
此外,独特的OIS方法还提供大幅改进的快门速度,优化曝光补偿达3级,远高于使用的其它方法。OIS方案通常由一些主要元件构成,包括确定焦距的影像传感器、补偿运动的陀螺仪及光学影像稳定等。这些元件可以组装在较小的空间中,采用某种标准设计布线。
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