视觉文论

        2 数码相机感光元件性能对数字影像的影响

        数码相机感光元件是数字影像成像的基础,不同的感光元件性能各不相同,对数字影像也有不同的影响。下面笔者简要分析一下,现在数码相机的主要感光元件的性能,以及对数字影像的影响。

        2.1 不同种类感光元件对数字影像的影响

        数码相机使用不同种类的感光元件,会使其所拍摄的图像在感光度、解析度、噪点、色彩再现等方面产生差别。随着科技的不断发展,越来越多的新型感光元件研发并投入使用,也将会对数字影像的效果产生极大的影响。

        2.1.1 四色CCD

        四色CCD可以说是传统CCD感光元件的升级版,是由索尼公司在2003年推出的,这种技术在业内本成为RGBE。在四色滤光CCD中与传统CCD最大的不同在于在早先的三原色RGB技术的基础上,增加了“E”这一新色彩,也就是青绿色。在四色CCD下,得到的颜色特性非常接近人眼,颜色表现更加接近于自然的颜色,尤其是青绿色系和黄红色系的表现力几乎达到了与容颜观察相同的水平。由此实现了CCD绿色光线不敏感的特性,使内部结构中彩色滤镜的比例为R:G:B=1:2:1,在光色感光中使得绿色光线占三原色光线中总摄取量的50%,修复了传统CCD颜色失真的问题。能有效降低拍摄过程中因拍摄环境的不同产生的色彩还原错误,能够将不同环境中的色彩表达的更真实。

        2.1.2 superCCD

        superCCD感光元件对数字影像的影响非常明显,它使S/N比普通的CCD高出了近一倍,从而使颜色的再现得到改善,提高了分辨率,其结果是高光亮部和阴影部的阶调再现性大幅度提高,有效地解决了图像生成过程中,一些阴影部和高光亮部缺失的问题,在平衡的分辨率和阶调之下,拍出比较平滑的数字影像。其中一个大的R像素捕捉暗光线或者正常光线下的光线(更高感光度),其中另一个S像素专门捕捉明亮的高光细节(更低感光度),从两个像素中输出的信号通过富士开发的一种新型智能算法组合成一个新的优异的动态信号,最终组成具有良好动态范围的整幅图像。由于采用了双像素构造,Super CCD IV SR实现了更高动态范围,在高光、暗光下都可以得到理想的图像。

        2.1.3 LBCAST感光元件

        LBCAST感光元件是再者在每一个像素中加装了JFET,也就是结合型电场效果晶体管,实现了每一个像素都能独立传输信号的目的,JFET图像传感器亦采用X-Y寻址和传输方式,数据通过两条信号线按不同的颜色读出,这样一来读取图像的速度更快,同时具有可以随意提取高密度像素数据的优点。JFET图像传感器的数据分配线用颜色的方法(绿、蓝和红)代替了用区域的方式,在提高操作速度的同时也提高了图像质量,解决了输出图像在分开的线上容易再现失真这一问题。2 LBCAST感光元件的运用很好的解决了动态数字影像中的不连贯问题,由于电信号传输速度的加快,使得画质在表现力上点的更为流畅。

        2.1.4 Foveon X3感光元件

        Foveon X3一种用单像素提供三原色的CMOS图像感光元件,它是在CMOS技术基础上发展而来,但是它与传统单像素提供单原色的CCD/CMOS感光器技术有很大的不同,Foveon X3在技术上借鉴了蓝色胶卷中的感光技术,在技术上使三层感光元素垂直叠交叉在一起表现出来,使得色彩分辨率大为提高。另外,由于每个像素提供完整的三原色信息,把色彩信号组合成图像文件的过程简单很多,降低了对图像处理的计算要求。采用CMOS半导体工艺的X3图像感光器耗电比传统CCD小。