Praktische Anwendung von HDRI in der Postproduktion - Blochi.com

Das Fraunhofer Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme verfolgt
denselben Ansatz, und entwickelte einen CMOS-basierten Chip mit pixeleigenen
Schaltkreisen [9]. Nach eigenen Angaben wird ein Bildpixel aus wahlweise 1, 2
oder 4 Auslesevorgängen ermittelt, was auch bei einer Bildrate von 50 Hz einen
effektiven Dynamic Range von 120 dB bringt. Es ist also nur eine Frage der Zeit,
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bis dieser Ansatz zu einem serienreifen Produkt führt.
Allerdings ist der mikroelektronische Aufwand immens. Die Stanforder Prototypen
benötigen bis zu 37 Transistoren pro Bildpixel, was sich schon bei einem 352*288
Pixelfeld (halbe Videoauflösung) auf 3,8 Millionen Transistoren addiert. Erfahrun-
gen aus der LCD-Display-Technologie, die auch auf pixeleigenen Logikschaltkrei-
sen basiert, lehren daß die hohen Ausschußraten sich in einem hohen Fertigungs-
preis niederschlagen. Digital Pixel Sensoren werden warscheinlich den High-End
Markt kommender High Dynamic Range Kameras dominieren, in Hinsicht auf
Leistung und Preis.
3.1.5. Rasterversetzte Belichtung
Eine fünfte, auch sehr vielversprechende Möglichkeit wird an der Universität
Columbia untersucht [30]. Spatially Varying Exposure, zu deutsch Rasterversetzte
Belichtung nennt sich die Methode. Die Grundidee besteht darin, einen konven-
tionellen CCD Sensor mit einem gleichmäßigen Raster von Neutral Density
(ND) Filtern verschiedener Stärke zu bedecken. Die Pixel unter den lichtundurch-
lässigeren Filtern fangen die hellen Lichtanteile ein, während die Pixel unter
den lichtdurchlässigeren Filtern für die dunklen Anteile empfindlicher sind. Aus
dem kombinierten Informationen von 4 Pixeln des CCD-Sensors wird damit ein
Bildpixel gewonnen. Offensichtlicher Nachteil dieser Methode ist, daß die effektive
Auflösung geviertelt wird.
Außerdem ist die Umsetzung auf 3-Chip-Kameras beschränkt, wo für jeden Farb-
kanal ein volles CCD-Feld zur Verfügung steht. In 1-Chip-Kameras wird schon ein
ähnliches Raster aus Farbfiltern benutzt, um die Empfindlichkeit der CCD-Pixel
auf die Grundfarben Rot, Grün, Blau zu modulieren. Ein weniger offensichtlicher
Nachteil ist, daß diese Methode den Dynamic Range nur nach oben hin erweitert.
Die Detailtiefe in den Schattenregionen bleibt unbeeinflußt. Dennoch entspricht
der theoretisch erreichbare DR einer Vervierfachung des ursprünglichen DR des
CCD-Sensors, was dann etwa 200 dB oder 20-24 Belichtungsstufen entspricht.
Und heutzutage, wo 3 Megapixel auch von Consumerkameras erreicht werden,
verblaßt der Auflösungsnachteil zugunsten der unkomplizierten Implementierung.
Auf Grundlage einer HighDefinition Videokamera, ist sogar eine HDR-Videoka-
mera mit voller PAL-Auflösung denkbar.