準確的影像深度和細節對於安全攝影機、人臉辨識設備和機器視覺設備至關重要,可以提供更真實且高保真的觀看體驗。為在具體應用中達到此效果,需要具備某些影像感測器功能,其中之一就是自適應局部色調映射 (ALTM)。
安森美 (onsemi) 發布了 Hyperlux LH 影像感測器系列的新產品 AR0246,這是一款 200 萬像素 1/4 吋背照式 (BSI) 堆疊型 CMOS 數位影像感測器,具有 1920 x 1080 有效像素陣列。這款先進的感光元件能夠以線性、增強動態範圍 (eDR) 或嵌入式高動態範圍 (120dB eHDR) 模式拍攝影像,並採用捲簾快門讀取。此外,它還包含 ALTM 功能,可將高動態範圍 (HDR) 影像壓縮至較低的位元深度,以便在非高動態範圍處理器或位元深度較低的顯示裝置上使用。本文將介紹 ALTM 的功能及其優勢。
什麼是 ALTM?
ALTM 是高動態範圍成像領域的重要技術,用於處理 HDR 影像,此類影像的亮度範圍比傳統數位相機所能捕捉的範圍更廣。 ALTM 旨在模擬人類視覺系統對光線和對比度的反應,結合全局和局部自適應實現色調映射,以確保映射後的影像保留原有的對比度關係,同時增強影像的整體觀感。 ALTM 可在增強 HDR 影像效果的同時保持自然性並保留細節。 HDR 在安防監控、行車記錄器、人臉辨識等大部分有攝影機的應用中都是非常重要的功能。設計工程師需要 ALTM 確保產品達到理想的影像質量,借助 ALTM,12 位元線性 ISP(非 HDR 增強)可以處理 120 dB 影像和視訊。
AR0246 中 ALTM 的優勢
AR0246 在 Bayer 域中實現了 ALTM,在 Bayer 域中進行色調映射的優點在於可以使用常見的 10 位元或 12 位元管道進行 HDR 影像渲染。 AR0246 為低階 ISP 提供了許多優勢,包括:
- 使得 12 位元線性 ISP(非 HDR 增強)能夠處理 120dB 影像和視訊。
- 位元深度從20 位元降到 12 位元,同時保留影像細節。
- 保留了 RGB 顏色比例,以便應用標準線性處理。
AR0246 採用 ALTM (右) 和未採用 ALTM (左) 的 eHDR 範例 出處: 安森美
AR0246 也可以在片上執行如下計算,以傳輸低頻寬嵌入式 HDR 影像:
- 拍攝多重曝光(最多 3 次)影像,均為 12 位元資料。
- 合併多重曝光影像,產生 20 位元合併影像。
- 對合併的影像執行 ALTM,輸出 12 位元影像,保留感測器輸出的高動態範圍。
得益於以上功能,SoC/ISP 能以更低的位元深度處理 HDR 影像,從而獲得更高的幀速率。
AR0246 ALTM處理流程 出處: 安森美
總而言之,ALTM 結合了局部和全局調整,減少偽影並保留細節,是改善 HDR 影像的重要技術,可為穿戴式攝影機、行車記錄器、人臉辨識等應用提供極大助益。
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