3.14.8 DCG

第八种模式由OmniVision提出,原理是每个像素可单独控制增益(使用下图中的CG信号),当工作在HDR模式时,只进行一次曝光,但分两次读出,一次使用HCG (high conversion gain)捕捉暗部信息,一次使用LCG(low conversion gain)捕捉亮部信息。


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实验表明这种新的像素结构可以获得很好的WDR性能和明显的图像质量提升,如下图所示。


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DCG 像素的性能主要取决于像素的阱容。当最大阱容为60K个电子时,最大动态范围限制在96dB,与理想的>120dB 尚有一定距离,因此最好结合其他的HDR技术(如多次曝光HDR)以取得更好的效果。

3.14.9 Split-diode

第九种模式由OmnVision提出,原文如下。


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Split-diode 将像素的光敏区(PhotoDiode, PD)分割成SPD 和LPD 两个部分,分别负责短曝光(Short exposure)和长曝光(Long exposure)。SPD 主要用于捕捉强光信号,所以分配的面积很小,敏感度也很低;而LPD 主要用于捕捉弱光信号,所以面积大,且敏感度高,两者的敏感度比值为6.5:1(约16.5dB)。

使用下图中的DFD信号可以控制LPD 像素的增益(Conversion Gain, CG)。DFD 有效时,放大器SF 的输入端电容变大,LPD 的CG 变低;DFD无效时LPD 的CG 恢复正常。SPD 读出时DFD 必须有效,所以SPD 只有一种CG 选项。


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3.15 Retinex 算法

人眼会针对局部的图像特点进行自适应,既能够增加局部的对比度,同时保留大动态范围。1963年E. Land 提出了Retinex 理论作为人类视觉的亮度和颜色感知模型,后人在此基础上发展了Retinex 系列算法,在彩色图像增强、图像去雾、彩色图像恢复方面具有很好的效果,也可以用于WDR融合。由于这种算法计算比较复杂,目前在sensor 端还暂未见产品应用,但是在图像后处理领域已经得到了非常好的应用。随着技术的发展可以预见Retinex 算法有一天将应用在camera ISP上甚至是直接集成到sensor上。


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Retinex 宽动态增强
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Retinex 水下图像还原
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Retinex 低照度增强
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Retinex 去雾


关于Retinex 的前生今世可以参考笔者的主题文章