Billedstabilisering er en teknologi, der bruges inden for fotografering og kinematografi , der reducerer sløring eller rystelser af billeder på grund af kamerabevægelser . I fotografering er formålet med en stabilisator at udvide mulighederne for at optage uden stativ eller anden støtte under dårlige lysforhold, når lange eksponeringer er påkrævet . I film og tv bruges stabilisatorer til at reducere billedrystelser, der er uundgåelige, når kameraet bevæger sig i hænderne på en kameramand eller på et køretøj.
Digital billedstabilisering er en billedbehandlingsteknologi inden for videoteknologi, der tillader (udover at kompensere for kamerabevægelser) helt eller delvist at kompensere for bevægelsen af et af objekterne i billedet og forbedre billedkvaliteten på grund af mindre sløring af vigtige scenedetaljer .
Billedstabilisator er den generelle betegnelse for alle de dele af et kamera, der udfører billedstabilisering.
Alle kendte stabiliseringssystemer er opdelt i aktive og passive. Førstnævnte omfatter gyrostabilisatorer og mekaniske dæmpere , der stabiliserer kameraets position i rummet, såsom Steadicams , specielle platforme og panoramahoveder [1] . Passive systemer er baseret på optisk eller digital kompensation for forskydningen af det faktiske billede i forhold til overfladen af lysmodtageren, eller på forskydningen af selve matrixen efter det skiftende billede.
Mulighederne for billedstabiliseringssystemer er begrænsede. Ifølge de mest optimistiske data er gevinsten i mængden af tilladt eksponering 8-16 gange (3-4 eksponeringstrin) [2] [3] [4] .
Ikke desto mindre kan automatisk stabilisering i en række tilfælde være yderst nyttig, så du kan øge lukkerhastigheden med de samme 3-4 trin og roligt optage håndholdt under sådanne lysforhold og ved sådanne brændvidder af objektivet, når et stativ ville være nødvendig uden stabilisator. Derudover gør stabilisering nogle gange det muligt at undgå en "tvungen" stigning i matrixens følsomhed, hvilket fører til en stigning i støjniveauet .
Teknologier har fundet anvendelse i fotografering , videooptagelser , i design af astronomiske teleskoper, kikkerter. Stabilisering er af største betydning i tilfælde af fare for kamerabevægelse ved optagelse, ved en langsom lukkerhastighed og en betydelig brændvidde af objektivet. I videokameraer forårsager kamerabevægelser en synlig ramme-til-ramme-slingre. Inden for astronomi forårsager udstyrschok linseoscillationer, som giver problemer med at registrere objekters position på grund af billedforskydninger fra den nominelle position på brændplanet.
Billedstabilisatorer er optiske med en bevægelig matrix og elektronisk (digital).
Kameraet har indbyggede specielle sensorer, der arbejder efter princippet om gyroskoper eller accelerometre . Disse sensorer bestemmer konstant kameraets rotationsvinkler og bevægelseshastighed i rummet og afgiver kommandoer til elektriske aktuatorer, der afbøjer objektivets eller matrixens stabiliserende element. Med elektronisk (digital) billedstabilisering genberegnes kameraets vinkler og bevægelseshastigheder af processoren, hvilket eliminerer forskydningen.
I 1994 introducerede Canon en teknologi kaldet OIS ( engelsk Optical Image Stabilizer - optisk billedstabilisator). Objektivets stabiliserende element, der kan bevæges langs de lodrette og vandrette akser, afbøjes af stabiliseringssystemets elektriske drev ved hjælp af kommandoer fra gyroskopiske sensorer, således at projektionen af billedet på filmen (eller matrixen) fuldt ud kompenserer for kameravibrationer under eksponering [5] . Som følge heraf forbliver projektionen ved små amplituder af kameravibrationer altid stationær i forhold til matrixen, hvilket giver billedet den nødvendige klarhed. Tilstedeværelsen af et ekstra optisk element reducerer imidlertid objektivets blændeforhold en smule .
Optisk stabiliseringsteknologi er blevet taget op af andre producenter og har vist sig godt i en række teleobjektiver og kameraer ( Canon , Nikon , Panasonic ). Forskellige producenter kalder deres implementering af optisk stabilisering forskelligt:
For filmkameraer er optisk stabilisering den eneste teknologi til at bekæmpe "rystelser", da selve filmen ikke kan flyttes som en digital kameramatrix.
Specielt til digitale kameraer har Konica Minolta udviklet stabiliseringsteknologi ( engelsk Anti-Shake - anti-shake), som første gang blev brugt i 2003 i Dimage A1-kameraet. I dette system kompenseres kameraets bevægelse ikke af det optiske element inde i objektivet, men af dets matrix fastgjort på en bevægelig platform.
Objektiver bliver billigere, enklere og mere pålidelige, billedstabilisering fungerer med enhver optik. Dette er vigtigt for spejlreflekskameraer , der har udskiftelige objektiver. Matrix-shift-stabilisering, i modsætning til optisk stabilisering, introducerer ikke forvrængninger i billedet (måske bortset fra dem, der skyldes ujævn objektivskarphed) og påvirker ikke objektivets blænde. Samtidig anses matrix-shift-stabilisering for at være mindre effektiv end optisk stabilisering.
Med en forøgelse af objektivets brændvidde falder effektiviteten af Anti-Shake: Ved lange fokus skal matrixen bevæge sig for hurtigt med for stor amplitude, og den holder simpelthen op med at følge med den "undvigende" projektion.
Derudover skal systemet for høj nøjagtighed kende den nøjagtige værdi af objektivets brændvidde, hvilket begrænser brugen af gamle zoomobjektiver, og fokuseringsafstanden på nært hold, hvilket begrænser dets arbejde i makrofotografering.
Bevægelsesmatrixstabiliseringssystemer:
Der er også EIS ( Eng. Electronic (Digital) Image Stabilizer - elektronisk (digital) billedstabilisering). Med denne type stabilisering er cirka 40 % af pixels på matrixen tildelt billedstabilisering og deltager ikke i billeddannelsen. Når videokameraet ryster, "svæver" billedet på matrixen , og processoren fanger disse udsving og foretager en korrektion ved hjælp af reservepixel for at kompensere for billedrystelsen. Dette stabiliseringssystem er meget brugt i digitale videokameraer , hvor matricerne er små (0,8 Mp, 1,3 Mp osv.). Den har en lavere kvalitet end andre typer stabilisering, men er grundlæggende billigere, da den ikke indeholder yderligere mekaniske elementer.
Der er tre typiske driftstilstande for billedstabiliseringssystemet: enkelt eller personel ( kun engelsk optagelse - kun ved optagelse), kontinuerlig ( engelsk kontinuerlig - kontinuerlig) og panorering ( engelsk panorering - panorering).
I enkelttilstand aktiveres stabiliseringssystemet kun under eksponeringens varighed, hvilket teoretisk set er det mest effektive, da det kræver de mindste korrigerende bevægelser.
I kontinuerlig tilstand fungerer stabiliseringssystemet konstant, hvilket gør det lettere at fokusere under vanskelige forhold. Effektiviteten af stabiliseringssystemet i dette tilfælde kan imidlertid vise sig at være noget lavere, da det korrigerende element på eksponeringstidspunktet allerede kan være forskudt, hvilket reducerer dets justeringsområde. Derudover bruger systemet mere strøm i kontinuerlig tilstand, hvilket resulterer i hurtigere batteriafladning .
I panoreringstilstand kompenserer stabiliseringssystemet kun for lodrette svingninger.
I september 2012 var verdens første optisk billedstabilisering (OIS) mobiltelefon Nokia Lumia 920 smartphone .
1.Optisk
2.Digital