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技 術
モバイル用イメージセンサー

モバイル用
ハイダイナミックレンジ
(HDR)技術

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概要

私たちの世界には、太陽のような明るい物体から、星明かりのような暗い環境まで、明るさに関する非常に大きな幅(ダイナミックレンジ)が存在しています。

ダイナミックレンジの説明イラスト

イメージセンサーは撮影可能な明るさの範囲が狭いため、人間の眼で見ることができる範囲そのままを撮影することはできません。明るい被写体をとらえようとすれば暗い部分が黒くつぶれ、暗い被写体をとらえようとすれば明るい部分が白飛びしてしまいます。また、サイズを小さくする必要があるスマートフォン向けのイメージセンサーは、光を捉える能力が低下するため、撮影可能な明るさの範囲がさらに狭まります。逆光のような明暗差が大きいシーンをスマートフォンで撮影すると、肉眼の見え方と異なる撮影結果になってしまうことがあるのはこのためです。

こうした明暗差(ダイナミックレンジ)の大きなシーンを撮影するための機能がHDR(High Dynamic Range)です。HDRモードでは、イメージセンサーの動作を変化させて明るさを自動調整することで、白飛びや黒つぶれを抑えた、肉眼で見ているものに近い写真撮影を可能にします。

技術解説

HDR撮影とは? -白飛びや黒つぶれを抑えて撮影-

快晴の日に室内から屋外を撮影するような明暗差が大きいシーンでも、屋外が白飛びしたり、室内が黒つぶれしたりすることなく、明部と暗部の両方の情報を残すことができます。

SDR(Standard Dynamic Range)モードで撮影した画像(室内から屋外を撮影)

SDR(Standard Dynamic Range)で撮影

IMX689のHDRモードで撮影した画像(室内から屋外を撮影)

HDRで撮影 (LYT-818)

夜の風景も実は明暗差が大きいシーンです。HDRを使えば、ライトアップの白飛びや影の部分などの黒つぶれを抑え、見たままを撮影できます。

SDR(Standard Dynamic Range)モードで撮影した画像像(夜の風景)

SDRで撮影

IMX689のHDRモードで撮影した画像(夜の風景)

HDRで撮影 (LYT-818)

明るさの異なる画像を合成

HDR撮影ではまず、シャッタースピードやゲインを変えて明るさの異なる画像信号を撮影します。次に撮影した複数枚の画像を1つのデータに合成することで、広いダイナミックレンジを持つ信号を作ります。その画像の輝度分布を基に明るさを調整する処理を行うことで、白飛びや黒つぶれを抑えた、人間が見たイメージに近い画像が得られます。

HDR処理の概念図

以上がHDR技術の概要となります。SSS製イメージセンサーは、イメージセンサー内でリアルタイムに完結し動画に対しても有効なHDRモードをはじめ、用途に合わせた様々なHDRに対応しています。

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