一文看懂索尼的多重曝光HDR技术

发布时间：2024-09-18

索尼在手机摄影领域一直扮演着技术引领者的角色，其多重曝光HDR技术的发展历程就是最好的证明。从最初的BME-HDR到最新的DOL-HDR，索尼不断突破技术瓶颈，为用户带来更出色的拍照体验。

HDR（High Dynamic Range，高动态范围）技术的核心在于扩展图像的亮度范围，以更真实地还原肉眼所见的场景。传统相机的动态范围远小于人眼，导致在拍摄高对比度场景时，要么亮部过曝，要么暗部欠曝。HDR技术通过捕捉和合成多张不同曝光的照片，来解决这一问题。

索尼的HDR技术发展历程可以分为几个阶段：

BME-HDR（Binning Multiplexed Exposure，像素合并多重曝光）：2012年，索尼推出了BME-HDR技术，由IMX135首发。该技术通过合并同时进行长、短曝光的两行像素，获得高动态范围图像。然而，这种方法导致图像分辨率减半，效果也不够自然。
SME-HDR（Spatially Multiplexed Exposure，空间多重曝光）：2014年，索尼推出了SME-HDR技术，由IMX214首发。通过“Z字形”的曝光阵列，将长、短曝光图像融合在两行范围内，将分辨率损失压低至20%。但这种方法仍无法彻底解决“运动伪影”问题。
QBC-HDR（Quad Bayer Cell HDR）：随着Quad Bayer排列的普及，索尼在2017年推出了QBC-HDR技术。利用四个同色像素聚在一起的特性，直接实现了片上HDR。这种方法速度快，效果好，适合视频拍摄。但同样存在“运动伪影”问题。
DOL-HDR（Digital Overlap，数字重叠）：2020年，索尼推出了革命性的DOL-HDR技术，由IMX766首发。该技术利用滚动电子快门的特点，让曝光与读出交织进行，实现“准同时”曝光。这种方法不仅解决了“运动伪影”问题，还保留了高分辨率，是目前最优秀的HDR技术之一。

DOL-HDR技术的核心在于其独特的曝光策略。传统多帧HDR技术在完成一次曝光后，需要从上到下完整读取出整个画面的数据，才能开始下一次曝光。而在DOL-HDR技术中，每行像素完成读取后，可以立即开始下一次曝光，从而省下等待时间，实现“准同时”曝光。

具体来说，DOL-HDR技术可以分为2exp-DOL（长、短两种曝光）和3exp-DOL（长、中、短三种曝光）。3exp-DOL技术能够实现更宽的动态范围，更接近人眼所见。

索尼的多重曝光HDR技术不仅在硬件层面实现了突破，还在软件算法上进行了优化。例如，索尼的HDR+技术源自谷歌论文，通过捕获多张曝光不足的帧，对齐和合并这些帧以产生高比特深度的中间图像，再进行色调映射，从而产生高分辨率照片。

索尼的多重曝光HDR技术不仅应用于手机摄影，还在安防监控、汽车摄像头等领域发挥着重要作用。随着技术的不断进步，我们可以期待索尼在未来带来更多令人惊叹的影像技术。