防抖

一、什么是抖动
在公园用手机抓拍奔跑的孩子,照片因模糊错失灵动瞬间;操控无人机航拍山河,画面的剧烈抖动让壮阔风光失了韵味;安防监控的关键时刻,影像模糊更是让重要信息无从捕捉…… 这些影响体验的问题,都指向同一个核心症结 —— 抖动

所谓抖动,是指相机(或拍摄设备)在拍摄时,因外部干扰产生的非预期位移或震动,这种不稳定会直接导致成像偏离理想状态:静态照片会出现 “拖影”“细节模糊”,动态视频则会出现 “上下 / 左右跳动”“帧间画面错位”,最终严重影响观看体验和信息传递的有效性。

二、防抖技术
相机防抖技术的本质是通过硬件或算法抵消抖动带来的位移,目前主流技术有:

1. 光学防抖(OIS,Optical Image Stabilization)
原理:通过陀螺仪检测设备抖动,驱动镜头或传感器横向/纵向移动,补偿光路偏移。
优势:不损失画质(无需裁切画面),尤其适合长焦和低光场景。

2. 电子防抖(EIS,Electronic Image Stabilization)
原理:基于软件算法,通过裁切画面边缘的冗余像素,对抖动产生的位移进行 “像素级修正”。
优势:成本低(无需额外硬件),适合视频动态防抖;部分机型支持 “增强模式”,结合陀螺仪数据提升精度。
局限:会裁切画面(通常损失 5%-15% 视野),极端情况下可能导致画质下降。

尽管上述防抖技术能在很大程度上抑制抖动,但受限于技术原理、抖动幅度等因素,无法做到完全消除抖动。不同设备的防抖效果存在差异,且实际使用场景中抖动情况复杂多变,因此,有必要对相机的防抖性能进行测量,以准确了解其在不同场景下的实际表现。

三、如何测量相机的防抖性能

防抖性能测量的核心目标,是评估视频相机与静态相机在抑制抖动、保持成像稳定性方面的表现。为达成这一目标,需重点测量两类关键现象:一是视频画面中因抖动产生的运动模糊,二是视频在防抖处理过程中可能出现的图像畸变。

3.1测试标准:
防抖测试依据的是国际标准ISO 20954-1:2019。

3.2测试设备:
立式多色温补光光源(LS-CCXL-2S06-IR)、图卡(CP316 反射式灰色枯叶图)、2轴防抖套装(IS-Shake02)

IS-Shaker02 二轴抖动平台

其中,IS-Shaker02 防抖测试系统是研鼎(Yanding)自主研发的一款专为相机防抖性能评估设计的高精度测试设备,可通过高精度双轴振动模拟真实抖动场景,应用于手机 / 智能眼镜 / 安防相机 / 单反相机等设备的防抖性能评估。

3.3测试步骤:

1.环境搭建:
在暗室中进行测试,室内照度≤2lux;图卡表面的照度均匀性≥90%;
光源环境:6500K,3000lux;6500K,800lux;6500K,30lux;
抖动台设定频率与角度:2Hz、4°;4Hz、2.5°;6Hz、1.5°;8Hz、1°;10Hz、0.8°;12Hz,0.15°;15Hz、0.15°。

2.样张采集
需将DUT固定至2轴防抖台上,使得DUT几何中心与防抖台旋转中心尽量重合,保证其光轴与图卡平面尽量垂直,图卡画面占像高三分之一左右,待画面稳定及对焦清晰后,启动2轴防抖台并进行录像,录制时长不低于15s。

3.RIQA分析
打开RIQA软件,点击图卡目录,选中Camera视频模块的Shaking。点击“+添加”待分析视频,设置帧间隔,若每一帧都要分析则输入1,也可以输入合适的帧间隔,如10从而减少分析时长。

点击“开始”按钮,软件将自动分析并输出所拍摄抖动视频的数据指标结果。点击“生成报告”按钮,即可一键生成包含关键指标、图表对比和清晰结论的详细测试报告。

4.结果解读

其数据指标结果说明如下:

指标 定义
Mean MTF50P 所有帧数据中MTF峰值一半的平均值
Max MTF50P 所有帧数据中MTF峰值一半的最大值
Mean Rise1090 所有帧数据中斜边灰度从 10%到 90%所占的平均像素数量
Max Rise1090 所有帧数据中斜边灰度从 10%到 90%所占的最大像素数量
Zoom(Maximum) 所有帧数据中的缩放比例的最大值
Horizontal(Maximum) 所有帧数据中水平方向上的畸变的最大值
Vertical(Maximum) 所有帧数据中垂直方向上的畸变的最大值
Shear(Maximum) 所有帧数据中剪切角度的最大值
Verirical stretch(Maximum) 所有帧数据中垂直拉伸的最大值
Zoom(Std Dev) 所有帧数据中的缩放比例的标准差
Horizontal(Std Dev) 所有帧数据中水平方向上的畸变的标准差
Vertical(Std Dev) 所有帧数据中垂直方向上的畸变的标准差
Shear(Std Dev) 所有帧数据中剪切角度的标准差
Verirical stretch(Std Dev) 所有帧数据中垂直拉伸的标准差

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