移動(dòng)及消費等應用影像穩定方法

如今，人們越來(lái)越多地通過(guò)智能手機、平板電腦、數碼相機、攝像機乃至汽車(chē)來(lái)攝像。在攝像過(guò)程中，常常會(huì )遇到圖像抖動(dòng)問(wèn)題。一個(gè)典型的抖動(dòng)示例，就是人們控制攝像機時(shí)手顫動(dòng)下出現的情形，會(huì )使影像晃動(dòng)，難于觀(guān)看，尤其是在將縮放功能調到完全放大時(shí)更為明顯。此外，照相機及攝像機在移動(dòng)情況下捕獲影像時(shí)也會(huì )出現模糊。因此，設計人員需要采用恰當的影像穩定方法，來(lái)幫助在拍照及攝像時(shí)控制抖動(dòng)和模糊不清，優(yōu)化用戶(hù)體驗。

移動(dòng)、消費及汽車(chē)應用中使用的影像穩定方法，目前主要有三種，包括分別是數字影像穩定(DIS)、電子影像穩定(EIS)及光學(xué)影像穩定(OIS)。DIS與EIS的主要區別就在于運動(dòng)檢測方法。DIS使用的是像素映射方法，如圖1所示。DIS方法通過(guò)分析圖片，將狗置于中間位置。也就是說(shuō)，像素映射方法用軟件重新調整狗的位置。

圖1. 數字影像穩定(DIS)使用像素映射方法通過(guò)軟件來(lái)穩定圖像。

相比較而言，EIS使用陀螺儀來(lái)檢測相機運動(dòng)并實(shí)時(shí)補償運動(dòng)，將像素及圖像品質(zhì)提升至最高。這兩種方法都通過(guò)裁剪圖像來(lái)提供運動(dòng)補償。由于EIS使用陀螺儀來(lái)感測運動(dòng)，EIS感測精度極佳，但由于它仍靠裁剪圖像來(lái)進(jìn)行運動(dòng)補償，故圖像品質(zhì)下降。在圖2中，您可以看到保護頻帶怎樣用于裁剪圖像以補償抖動(dòng)。

圖2. 電子影像穩定(EIS)使用陀螺儀來(lái)檢測相機運動(dòng)并補償。

大多數應用中使用應用處理器(AP)來(lái)處理視頻或信號，包括使用EIS及DIS的應用等，尤其是DIS需要較多的處理器資源來(lái)補償抖動(dòng)及運動(dòng)。在視頻應用中，視頻壓縮等同于圖像品質(zhì)。像DIS及EIS等方法需要裁剪圖像時(shí)，圖像品質(zhì)便會(huì )下降，因為要不斷地降低及提升所捕獲圖像的品質(zhì)。

相比較而言，OIS方法捕獲及使用了最大像素，且不需要通過(guò)保護頻帶來(lái)降低/提高圖像品質(zhì)，故提供最大化壓縮并優(yōu)化了圖像品質(zhì)。而且由于OIS提供內部補償，故不需要任何其它的應用處理器資源。

表1. 各種影像穩定方法比較。

OIS方法的其它優(yōu)勢

此外，獨特的OIS方法還提供大幅改進(jìn)的快門(mén)速度，優(yōu)化曝光補償達3級，遠高于使用的其它方法。OIS方案通常由一些主要元件構成，包括確定焦距的影像傳感器、補償運動(dòng)的陀螺儀及光學(xué)影像穩定等。這些元件可以組裝在較小的空間中，采用某種標準設計布線(xiàn)。

OIS通常還集成了一個(gè)開(kāi)環(huán)或閉環(huán)的自動(dòng)對焦設計。開(kāi)環(huán)自動(dòng)對焦使用彈簧來(lái)提供抗拒鏡頭的拉伸力，要求持續的功率來(lái)抗拒鏡頭拉伸力，使其保持位置。而通過(guò)使用閉環(huán)自動(dòng)對焦系統，您無(wú)需彈簧及持續的功率來(lái)維持自動(dòng)對焦的鏡頭位置。由于知道了位置，故只需較少的功率來(lái)維持應用的對焦。在閉環(huán)自動(dòng)對焦系統中，微距(macro)模式下所需的相關(guān)功率不比無(wú)限遠(infinity)的多。這對每個(gè)系統要求的穩定時(shí)間也有顯著(zhù)影響。因為典型開(kāi)環(huán)自動(dòng)對焦要花時(shí)間來(lái)穩定下來(lái)，然后得繼續重新調校。時(shí)間取決于使用的算法，但通常開(kāi)環(huán)型自動(dòng)對焦要花點(diǎn)時(shí)間來(lái)穩定下來(lái)。閉環(huán)自動(dòng)對焦系統使用位置傳感器來(lái)確定鏡頭位置，能夠加快穩定時(shí)間以完成對焦。