实现更准确图像深度和细节的这项“黑科技”,值得了解!

准确的图像深度和细节对于安保摄像头、人脸识别设备和机器视觉设备至关重要,可以提供更真实且高保真的观看体验。为在具体应用中达到这一效果,需要具备某些图像传感器功能,其中之一就是自适应局部色调映射 (ALTM)。

安森美 (onsemi) 最新发布了 Hyperlux LH 图像传感器系列的新产品 AR0246,这是一款 200 万像素 1/4 英寸背照式 (BSI) 堆叠型 CMOS 数字图像传感器,具有 1920 x 1080 有效像素阵列。这款先进的传感器能够以线性、增强动态范围 (eDR) 或嵌入式高动态范围 (120dB eHDR) 模式拍摄图像,采用卷帘快门读出。此外,它还包含 ALTM 功能,可将高动态范围 (HDR) 图像压缩至较低的位深度,以便在非高动态范围处理器或位深度较低的显示设备上使用。本文将介绍 ALTM 的功能及其优势。

AR0246 图像传感器

什么是 ALTM?

ALTM 是高动态范围成像领域的一项重要技术,用于处理 HDR 图像,此类图像的亮度范围比传统数码相机所能捕获的范围更广。ALTM 旨在仿真人类视觉系统对光线和对比度的反应,结合全局和局部自适应实现色调映射,以确保映射后的图像保留原有的对比度关系,同时增强图像的整体观感。ALTM 可在增强 HDR 图像效果的同时保持自然性并保留细节。HDR 在安防监控、行车记录仪、人脸识别等大部分带有摄像头的应用中都是非常重要的功能。设计工程师需要 ALTM 确保产品达到理想的图像质量,借助 ALTM,12 位线性 ISP(非 HDR 增强)可以处理 120 dB 图像和视频。

AR0246 中 ALTM 的优势

AR0246 在 Bayer 域中实现了 ALTM,在 Bayer 域中进行色调映射的优点在于可以使用常见的 10 位或 12 位管道进行 HDR 图像渲染。AR0246 为低端 ISP 提供了诸多优势,包括:

  • 使得 12 位线性 ISP(非 HDR 增强)能够处理 120dB 图像和视频。
  • 位深度从20 位降到 12 位,同时保留图像细节。
  • 保留了 RGB 颜色比例,以便应用标准线性处理。
  • AR0246 采用 ALTM (右) 和未采用 ALTM (左) 的 eHDR 示例

    AR0246 还可以在片上执行如下计算,以传输低带宽嵌入式 HDR 图像:

  • 拍摄多重曝光(最多 3 次)图像,均为 12 位数据。
  • 合并多重曝光图像,生成 20 位合并图像。
  • 对合并的图像执行 ALTM,输出 12 位图像,保留传感器输出的高动态范围。
  • 得益于以上功能,SoC/ISP 能以更低的位深度处理 HDR 图像,从而获得更高的帧速率。

    总之,ALTM 结合了局部和全局调整,减少伪影并保留细节,是改善 HDR 图像的一项重要技术,可为可穿戴摄像头、行车记录仪、人脸识别等应用提供极大助益。