[word格式] 尼康D3、D300数码相机的图像处理技术.doc

尼康D3、D300数码相机的图像处理技术 尼康D3,D300数码相栅昀 图像处理技术 ,耸霉, 本文根据尼康公司在2OO8年5月28日第24届日本摄 影技术研讨会上讲演稿编译.文章从光学,微电子学, 电子信号处理和计算机软件应用的角度,介绍了尼康公 司以D3,D300为代表的数码相机在影像传感器,数据采 集与传递以及图像处理等方面的设计理念和技术考虑. 1.尼康DSLR数码单反相机图像技术发 展回顾 尼康从1999:~-的D1开始,正式进入了DSLRB,1-1”~. 这是一个以一部分专业人员为主体,生产厂家和用户都 在摸索,实验,学习,开拓的B,1-1”~.当时,D1的价格比 现在D3的价格要高,数码照片的普及以及打印冲洗状况 tb,没有如今完善.2002:i~-,D100的问世使很多专业人员 gu==13分业余爱好者加入到DSLR用户的队伍中来.2004 年,D70f19出现使多数业余爱好者对DSLR的兴趣大增. 此后,D50,D40-~-更低价格,高画质的DSLR面世,社 会上几乎完全从胶片相机转移到数码相机. 2.FX格式与DX格=---t的比较 2007:~-8月23日,尼康公司推出了D3,D3007;9-款 具有代表意义的DSLR数码相机.D3采用FX格式,其影 像传感器与传统135相机胶片尺寸相近.D300沿袭尼康 公司从D1数码相机问世以来一直采用的DX格式. FX格式的技术优点很突出.对比DX格式,若像素 数相同,FX格式可以有效利用的大面积令像素尺寸大型 化.FX格式的面积是DX格式的2.25倍,因此,在采用 相同技术,相同像素数的情况下,FX格式能够将灵敏度 提高2.25倍.另外,影像传感器的布线的粗细是由半导 体制造技术及半导体特性决定的,同DX格式相比,FX 格式影像传感器的布线要更灵活,这样可以减少分布电 容,提高信号传输速度.与DX格式相比,相同焦距的 镜头,FX格式能够取得更广的视角.而DX格式的相机 为了取得同样的视角,需要使用除以1.5倍的焦距的镜 头,尤其是在使用望远镜头的情况下. 但是,先期使用DX格式数码相机拍照的人,已经 习惯了DX格式的使用方法.另外,从系统占用空间小, 机动性强,满足一般摄影要求以及价格等方面考虑,DX 格式至今仍被看作是最能够被消费者和生产商接受的一 种格式.因此,鉴于以上方面,尼康公司认为FX格式和 DX格式今后还要共同存在一段时间. 3.影像传感器的信号(光线)采集 在D3数码相机上,尼康公司通过提高孔径比,配 置无间隙切换芯片显微镜头,防反射涂层等手段,努力 将被摄体的光信号损耗控制在最低限度.考虑成像性 能,为了使D3影像传感器光信号输入部分的最大化, 尼康公司还采用了低波滤波器和防护玻璃罩构造方式. 4.如,f.--/控制影像的噪音 在控制影像噪音方面,必须考虑到影像传感器和信 号处理电路两个方面.D300是通过成像元件内部的列 并~I.IA/D变换,达到高速,低噪音化的目的.D3在这方 图2DB采用的纵队放大器图3DBO0采用的列并列A/D变换方式 界48 面做了改进.D3的影像传感器在光电二极管附近配置 了放大器.在影像传感器及信号处理电路的连接部分, 通过12通道并列读取的方式快速读取所有像素,同时还 控制每一通道的驱动频率数,以便达到降低高频噪音的 目的.信号在A/D变换前,采用高精度初段增幅放大器 和差动输出后段增幅放大器的方法来提高处理电路的抗 噪音特性. 5.提高图像处理的精度与速度 经过A/D变化的数字信息是12位,或者是14位(可 以选择),但是,在信息的数字处理阶段,全部进行 16位处理.为了实现饱和,协调的描写和正确的色彩再 现,必须维持高精度的信息. 在D3,D300上,利用相机内图像处理软件ASfC, 可以提高对光线通过率和色差的校正.这项技术不是校 正不清晰的图像颜色,而是通过提高RGB各颜色的成像 率来提高镜头成像性能和效果. 图414位/12位(位数选择式) 6.关于自动D闪光系统 普通的闪光系统采用整体曝光后,利用协调曲线 提高中间明亮度的方法,它仅能修改因曝光产生的黑色 阴影.自动D闪光系统具备通过”情景识别”来分析场 景,采用同”遮挡成像”的处理,以预先的理想设置为 目标,在必要的曝光时间段进行工作的功能.它可以抑 瑞士仙娜推出建筑摄影专用~fEISYl,arTec 瑞±着名的大型座机生产厂商仙娜公司目前宣布 推出建筑摄影专用相 机arTec.该机由着 名建筑摄影师Rainer Viertlb6ck专为数字建 筑摄影ffi]设计,采用 全移轴设计,拍摄范 围从近摄到无限远. 相机采用滑动式 自动D闪光 从前的D闪光 Ii一.il嘲一蠢l匿震ll暇一_ 黧一麟普 图5自动D一闪光结构 自动D一闪光:曝光一处理一自动D～