相机光学（四十二）——sony的HDR技术

1.概述

  索尼的HDR技术包括以下几种,这些技术共同构成了索尼在HDR领域的技术矩阵，旨在提供更宽广的动态范围、更丰富的色彩表现以及更真实的光影效果:

• Multi-frame HDR（多帧异曝光HDR）：这是一种通过不同曝光时间图像的多帧合成来实现HDR的技术。
• BME-HDR（Binning Multiplexed Exposure）：索尼的BME-HDR技术通过合并同时进行长、短曝光的两行来获得高动态范围图像。
• SME-HDR（Spatially MultiplexedExposure）：这是一种空间多重曝光技术，通过“Z字形”的曝光阵列将长、短曝光图像融合在两行范围之内，减少分辨率损失。
• QBC-HDR 3-HDR技术：在QBC技术的基础上，索尼开发了QBC 3-HDR技术，通过在同色四像素内分别施以三重曝光（短、中、长曝光），融合后获得动态范围更广的HDR图像。
• DOL-HDR（Digital Overlap）：索尼的DOL技术利用滚动电子快门的特点，让曝光与读出交织进行从而实现“准同时”曝光，解决了运动伪影问题。
• 高转换增益（UHCG）电路技术：这项技术可以大幅减少低照度条件下的随机噪点，实现清晰的主体成像，并结合新式HDR功能，实现86dB的动态范围。
• STARVIS™ 2 技术：索尼专有的这项技术，利用背照式像素技术，实现高灵敏度和高动态范围（HDR），使动态范围达到88 dB。
• HDR动态逐像重塑技术：索尼X1芯片中提到的这项技术，使得画面的层次更鲜明，动态识别，逐一重塑。

2.QBC和DOL的定义和区别

2.1 QBC

  QBC是索尼的一种HDR技术，利用Quad Bayer排列中四个同色像素聚在一起的特性，直接实现了片上HDR。通过每个对角线一组的曝光策略，每组同色四像素便能输出分别对应长、短曝光的两组图像，融合之后便能得到一张HDR图像。QBC HDR技术可以说是SME-HDR技术的完美迭代，其优点除了速度快之外，效果还很好，所以非常适合应用在视频拍摄中。

2.2 DOL

  DOL是索尼的一种sensor多帧HDR技术。DOL技术能够利用滚动电子快门的特点，让曝光与读出交织进行从而实现“准同时”曝光。在DOL-HDR技术的加持下，每行像素完成读取后，可以立即开始下一次曝光，这样就可以省下等待其它像素完成读取的时间。DOL技术不仅没有BME那损失分辨率和图像不自然的缺点，还大幅改善了“运动伪影”问题。

2.3区别

  技术实现：QBC技术是在单个像素级别上实现HDR，通过Quad Bayer排列的四个同色像素进行不同曝光时间的合成；而DOL技术则是在多帧图像级别上实现HDR，通过“准同时”曝光的多帧图像进行融合。
  运动伪影：QBC技术虽然能够提供优秀的HDR效果，但与SME-HDR一样无法彻底解决“运动伪影”问题；而DOL技术则大幅改善了“运动伪影”问题。
  分辨率损失：QBC技术不会损失分辨率，而DOL技术的2exp-DOL版本在动态范围效果上不如QBC 3-HDR技术，但3exp-DOL版本则包含了长、中、短三曝光，提供了更广的动态范围。
  总结来说，QBC和DOL都是索尼的HDR技术，但它们在实现方式、对运动伪影的处理以及分辨率损失方面有所不同。DOL技术在处理运动伪影方面更为先进，而QBC技术则在保持分辨率的同时提供HDR效果。