Цифровая стабилизация изображения: 📹 Что такое цифровая стабилизация изображения (DIS)

Цифровая стабилизация изображения со стационарных камер — корреляционный подход / Хабр

Введение

Данную статью я решил написать после прочтения статьи «Массивно-параллельная стабилизация изображения», в которой описывается алгоритм для стабилизации изображения с поворотных камер. Дело в том, что в свое время мной был реализован алгоритм для стабилизации изображения со стационарных камер, который используется в IP-видеосервере MagicBox и некоторых других продуктах компании Синезис, в которой я работаю по настоящее время. Алгоритм получился достаточно удачным по своим скоростным характеристикам. В частности, в нем очень эффективно реализован алгоритм поиска смещения текущего изображения относительно фона. Эта эффективность позволила задействовать основные его элементы (конечно с некоторыми модификациями) для сопровождения объектов, а также для проверки их на неподвижность.

Алгоритм стабилизации включает в себя следующие основные элементы: обнаружение смещения для текущего кадра, компенсация данного смещения и периодическое обновление фона, относительно которого происходит стабилизация.

Ниже я подробно распишу каждый из них.

Рис. 1 Стабилизация изображения иногда очень полезна.

Обнаружение смещения текущего кадра

Базовый подход, на котором основывается корреляционный подход по определению смещения, можно кратко описать так:
1) Берется центральная часть фонового изображения. Величина отступа определяется максимальным возможным смещением, которое мы хотим определить. Центральная часть не должна быть слишком маленькой, иначе у корреляционной функции (смотри ниже) не будет хватать данных для стабильной работы.
2) На текущем кадре выбирается часть такого же размера, но смещенная относительно центра картинки.
3) Для каждого смещения рассчитывается некоторая метрика, описывающая корреляцию центральной части фона и текущего изображения. Для этого может быть использована, например, сумма квадратов разности для каждой точки этих двух изображений или, например, сумма абсолютной разности для каждой точки.

1.5), что тоже не приемлемо.

Рис.3 Поиск максимума корреляционной функции. Градиентный спуск.

Выходом из этой ситуации является использование многомасштабных изображений (каждый уровень масштабирования уменьшает изображение в два раза). Теперь искать локальный максимум корреляции мы будем искать для максимального масштаба, а затем на меньших масштабах его последовательно уточнять. Таким образом, сложность алгоритма уменьшается до O(n), что уже вполне приемлемо.

Рис.4 Многомасштабное изображение.

Субпиксельная точность

Если компенсировать дрожание изображения с камеры с точностью до пиксела, то стабилизированное изображение будет все равно весьма заметно дергаться. К счастью это можно исправить. Если внимательно проанализировать окрестность корреляционной функции вблизи максимума (см. рис 3), то можно заметить, что значения функции не симметричны относительно максимума, что говорит о том, что максимум располагается не в точке (3, 2), где-то между ней, и точкой (1, 4).

2 + D*x + E*y + F = 0, то задача уточнения координат максимума сведется к подбору таких параметров параболоида, при которых его отклонение от фактических значений в известных точках минимально. Опыт подсказывает, что точность получаемого таким образом уточнения будет порядка 0.1-0.2. При компенсации дрожания с такой точностью, стабилизированное изображение уже практически не дергается.

Компенсация смещения

Компенсацию смещения для целого сдвига выполняем следующим образом: смещаем текущее изображение на найденный сдвиг с противоположным знаком. Пустые области, возле края заполняем фоном. Для субпиксельного сдвига компенсацию выполняем методом билинейной интерполяции. При этом, однако, возможно небольшое размытие стабилизированного изображения. Если это критично, то можно применять бикубическую интерполяцию.

Обновление фона

В качестве фона можно использовать просто любой предыдущий кадр. Однако, качество стабилизации заметно улучшается, если в качестве фона использовать усредненное по многим кадра изображение. Фон желательно периодически обновлять, чтобы компенсировать возможные изменения освещенности на сцене. При обновлении фона нужно удостовериться, что фоновое значение достаточно контрастно и неоднородное. В противном случае, корреляционная функция не будет иметь четкого максимума, что сильно снизит точность работы стабилизатора. Также весьма нежелательно, чтобы на фоне присутствовали движущиеся объекты.

Работа в паре с детектором движения

Если стабилизатор работает в паре с детектором движения, то процесс обновления фона для него значительно упрощается. Обычно детектор движения уже имеет в своем составе усредненный по многим кадрам фон, относительно которого он определяет наличие движения. Этот же фон можно использовать и для работы стабилизатора. Стабилизированное изображение от стабилизатора в свою очередь уменьшает число ложных срабатываний детектора движения. Также можно использовать тот факт, что детектор движения в процессе своей работы получает маску областей с наличием движения. Эту маску полученную детектором движения на прошлом кадре, можно использовать при вычислении корреляционной функции для исключения областей с движением. Что также положительно сказывается на работе стабилизатора изображения.

Плюсы предложенного подхода:

1) Высокая скорость работы алгоритма. В частности, для стабилизации изображения разрешением 1280×720 в формате BGRA32 на процессоре Core i7-4470 (задействовано 1 ядро) алгоритму требуется 1.5 миллисекунды.

2) Компенсация дрожания камеры с субпиксельной точностью.

Недостатки предложенного подхода

1) Стабилизация изображения в текущей реализации возможна только для стационарных камер.
2) Обнаруживается и компенсируется только пространственный сдвиг камеры, вращения камеры не компенсируются.
3) Фон должен быть достаточно четким и неоднородным, иначе корреляционной функции будет не за что зацепиться. Поэтому в темноте или в условиях тумана стабилизация будет плохо работать.
4) Фон должен быть неподвижным. Работа стабилизатора на фоне бегущих волн также невозможна.

Замечания по практической реализации

Для начала отметим, что для определения сдвига вполне достаточно использования только серого изображения, цветовые характеристики практически не влияют на точность, но естественно замедляют расчеты.

При реализации стабилизатора желательно использовать оптимизированные функции для работы с изображениями. Я для этих целей использовал библиотеку Simd. В ней в частности можно найти:
1) SimdAbsDifferenceSum и SimdAbsDifferenceSumMasked — для расчета корреляционной функции.
2) SimdReduceGray2x2, SimdReduceGray3x3, SimdReduceGray4x4 и SimdReduceGray5x5 — для построения многомасштабных изображений.
3) SimdBgrToGray — для получения серого изображения.
4) SimdShiftBilinear — для компенсации сдвига.

Посмотреть результат работы алгоритма

Пример 1:

Пример 2:

Стабилизация изображения с эффектом 8 ступеней экспозиции

Стабилизация изображения с эффектом 8 ступеней экспозиции — Canon Kazakhstan

ТЕХНОЛОГИЯ

Можно забыть о штативе? Камеры Canon EOS R3, EOS R5, EOS R6 и EOS R7 обеспечивают стабилизацию изображения с эффектом 8 ступеней экспозиции, открывая целый мир новых возможностей фото- и видеосъемки.

Встроенная стабилизация изображения (IBIS) в камере Canon EOS R7 работает совместно с оптическим стабилизатором объектива — как моделей RF, так и моделей EF при использовании адаптера крепления EF-EOS R — и фотограф дикой природы Дани Коннор продемонстрировала его возможности во время поездки в Испанию, где она фотографировала редких животных. «Мне было комфортно снимать с рук даже на длиннофокусный объектив, — говорит она. — Стабилизация оказалась невероятно эффективной при съемке хищных птиц в полете, например беркута. Я держала в руках камеру с тяжелым объективом и все равно получала четкие фотографии». Снято на камеру Canon EOS R7 с объективом Canon EF 300mm f/2.8L IS II USM и следующими параметрами: 300 мм, 1/6400 сек., f/2.8 и ISO 800. © Дани Коннор

Иногда новая технология не только помогает фотографам и видеографам создавать изображения, которые ранее считались невозможными, но и повышает общее качество изображений. Canon EOS R5, EOS R6 и EOS R3 — это первые камеры Canon со встроенной стабилизацией изображения по 5 осям (IBIS), которая обеспечивает эффект, эквивалентный 8 ступеням экспозиции¹ (ведущий показатель в индустрии), при установке на эти камеры определенных объективов.

Модель EOS R7 также оснащена системой IBIS, которая обеспечивает эффект стабилизации до 7 ступеней экспозиции при установке объективов RF-S со стабилизатором². Некоторые полнокадровые объективы обеспечивают еще более эффективную совместную стабилизацию, и об этом рассказывает Майк Бернхилл, ведущий специалист по продукции Canon Europe: «К примеру, RF 28-70mm F2L USM или RF 24-70mm F2. 8L IS USM, в комбинации с EOS R7 обеспечат тот же эффект 8 ступеней экспозиции, что и при установке на прочие камеры с IBIS. Однако мы не рассчитываем, что многие пользователи EOS R7 будут использовать подобные дорогие объективы профессионального уровня».

Столь высокая эффективность позволит создателям изображений переосмыслить правила съемки с рук, чаще работать без штатива, снимать в самых разнообразных локациях и создавать превосходные фотографии и видео без сотрясения камеры.

Чего можно достичь со стабилизацией изображения, эквивалентной 8 ступеням экспозиции?

Инновационная стабилизация изображения позволяет забыть о невозможности съемки с длительной выдержкой и помогает, к примеру, создать творческий эффект размытия при съемке быстрых объектов с сохранением резкости в нужных участках кадра благодаря отсутствию сотрясения камеры. Фотографы, которые часто снимают в помещениях, привыкли к работе с длительной выдержкой и закрытой диафрагмой (для большой глубины резкости) — теперь они могут снимать с рук, используя выдержку до четырех секунд (в зависимости от фокусного расстояния), а также выбирать низкую чувствительность ISO для сохранения максимального уровня детализации.

Стабилизация при съемке видео обеспечивает плавность материалов при движении оператора одновременно с объектом, что зачастую происходит на динамичных съемках, где операторы все чаще перемещаются в рамках сцены.

Теперь выдержку при съемке с рук необязательно выбирать на основании правила дробной части — когда выдержка не может быть более длительной, чем 1, деленная на выбранное фокусное расстояние, то есть 1/50 сек. для 50 мм, 1/100 сек. для 100 мм и т. д.). Если активировать стабилизацию изображения на камере или объективе, вы сможете выбрать более длительную выдержку в зависимости от того, какому количеству ступеней экспозиции будет равен эффект стабилизации. К примеру, 2 ступени стабилизации позволят выбрать на две ступени более длительную выдержку.

Есть ли у вас оборудование Canon?

Зарегистрируйте свое оборудование и получите доступ к бесплатным консультациям экспертов, обслуживанию оборудования, интересным мероприятиям и специальным предложениям — участвуйте в программе Canon Professional Services.

Присоединиться к CPS 

Фотограф приключений Улла Лохманн запечатлела этот пейзаж с воздушного шара, однако ей удалось сделать максимально четкий снимок. Снято на камеру Canon EOS R5 с объективом Canon RF 15-35mm F2.8L IS USM и следующими параметрами: 15 мм, 1/320 сек., f/9 и ISO 400. © Улла Лохманн

Рекламный фотограф Роб Пейн использовал четырехсекундную выдержку, чтобы сделать этот поразительный снимок дрона в полете — точнее красного фонаря, установленного на нем; сам движущийся дрон невидим. Несмотря на то, что он снимал с рук в условиях слабого освещения с такой длительной выдержкой, задний план получился четким, вплоть до пучков растительности на склоне холма на фоне неба, что демонстрирует эффективность стабилизации изображения камеры. Снято на камеру Canon EOS R6 со следующими параметрами: 24 мм, 4 сек., f/5.6 и ISO 1600. © Роб Пейн

Эту технологию уже по достоинству оценили многие пользователи. Фотограф приключений и амбассадор Canon Улла Лохманн отправилась с камерой Canon EOS R5 в Баварские Альпы, чтобы запечатлеть, как альпинисты спускаются к водопаду на веревках. «Это очень рискованное мероприятие, на которое не получится взять с собой штатив, — говорит она. — Поставить камеру на камни тоже не получится, поскольку все вокруг мокрое. Я хотела выбрать более длительную выдержку, чтобы создать эффект размытия для водопада, но запечатлеть передний план с максимальной четкостью. Задумка сработала, во многом благодаря тому, что даже при съемке с рук с 1-секундной выдержкой мне удалось создать четкие изображения».

Фэшн-фотограф Ванда Мартин отправилась с Canon EOS R6 в роскошные дворцы Палермо (Сицилия), чтобы запечатлеть танцора балета при слабом освещении, и смогла сфотографировать его движения, работая даже с очень длительной выдержкой без штатива. «Мне удалось создать кадр с 4-секундной выдержкой, и задний план при этом остался четким. Я не могла поверить своим глазам», — говорит она.

Чтобы испытать в деле камеру EOS R7, фотограф дикой природы и создатель контента Дани Коннор отправилась в национальный парк Андухар, Испания, чтобы сделать фотографии и видео с пиренейской рысью. Она выбрала для работы с этой флагманской беззеркальной камеры APS-C несколько объективов со стабилизацией, включая Canon RF 100-500mm F4.5-7.1L IS USM и Canon RF-S 18-150mm F3.5-6.3 IS STM.

«Меня впечатлило, насколько эффективной оказалась стабилизация RF-S 18-150mm F3.5-6.3 IS STM при работе с этой камерой, — говорит она. — Я снимала видео прямо во время прогулки, и оно получилось максимально плавным. То же самое можно сказать и о видео, снятых из машины, хотя дорога была довольно ухабистой. Я никогда не думала, что смогу создавать видео такого качества с помощью цифровой зеркальной камеры».

Орангутаны — специальность фотографа дикой природы Максима Алиаги; по его словам, передовая стабилизация изображения в камере EOS R5 и ряд других доступных технологий открывают новые способы их фотосъемки в тропических джунглях Индонезии. Снято без штатива на камеру Canon EOS R5 с объективом Canon RF 600mm F4L IS USM и следующими параметрами: 1/320 сек., f/4 и ISO 800. © Максим Алиага

Снимая в отдаленных от городов джунглях, фотограф зачастую не может подготовить световую сцену, однако Максим говорит, что передовая система стабилизации и невероятная эффективность EOS R5 при слабом освещении помогли ему быстрее реагировать на смену обстановки и делать снимки, которые ранее без штатива считались невозможными, — такие как этот кадр с карликовой щуркой в национальном парке Масаи-Мара, Кения. Снято на камеру Canon EOS R5 с объективом Canon EF 600mm f/4L IS III USM и следующими параметрами: 1/3200 сек., f/4 и ISO 1250. © Максим Алиага

Фотограф дикой природы Максим Алиага говорит, что комплексная система стабилизации и прочие технологии Canon EOS R5 кардинально изменили его подход к съемке. «Комбинированная стабилизация камеры и объектива действительно превосходна. Теперь я пользуюсь штативом, только когда после длительной съемки на объектив RF 600mm F4L IS USM устают руки.

Я много работаю с орангутанами в Индонезии. В лесу довольно мало света, и раньше для создания четких изображений мне приходилось снимать со штативом. Однако теперь, когда стабилизация и эффективность ISO на EOS R5 столь высоки, я могу снимать с рук. Это позволяет быстрее реагировать на смену обстановки и делать снимки, которые ранее казались невозможными».

Специалист по съемке экстремальных видов спорта Мартин Биссиг по достоинству оценил стабилизацию Canon EOS R5 при съемке в условиях нехватки света. «Большую часть времени я снимаю с короткой выдержкой, поскольку фотографирую движение, однако в экспедициях я также делаю много более спонтанных снимков, чтобы запечатлеть путешествие, — говорит он. — Я регулярно снимаю в ситуациях с нехваткой света, например в храмах или ночью в палаточном лагере.

В таких ситуациях система IBIS на EOS R5 очень помогает, в том числе позволяя в большинстве случаев, если не всегда, работать без штатива. Теперь я могу снимать с рук, используя выдержку до 2–3 секунд».

Преимущества этой инновационной системы стабилизации ясны, но каким образом работает эта передовая технология?

Фотограф экстремальных видов спорта Мартин Биссиг говорит, что камера EOS R5 позволяет ему делать четкие снимки даже при съемке с рук с выдержкой 2–3 секунды. «Да, приходится задерживать дыхание, и успешные кадры получаются не с первой попытки, однако результат стоит того». Снято на камеру Canon EOS R5 с объективом Canon RF 15-35mm F2.8L IS USM и следующими параметрами: 15 мм, 2 сек. , f/2.8 и ISO 3200. © Мартин Биссиг

«Я часто путешествую на велосипеде и всегда нахожусь в пути, поэтому не могу позволить себе штатив, — рассказывает Мартин. — Однако сочетание IBIS и стабилизатора в объективе позволяет мне свободно снимать с рук и получать фотографии и видео с таким уровнем четкости, который раньше без штатива был невозможен». Снято на камеру Canon EOS R5 с объективом Canon RF 15-35mm F2.8L IS USM и следующими параметрами: 15 мм, 3,2 сек., f/2.8 и ISO 12 800. © Мартин Биссиг

Стабилизатор объектива и встроенный стабилизатор IBIS

Совместная работа встроенной стабилизации по 5 осям (IBIS) в камерах EOS R5, EOS R6 и EOS R3 с объективом, оснащенным стабилизатором, обеспечивает комбинированную стабилизацию с эффектом до 8 ступеней экспозиции¹. В этом случае нельзя выбрать из этих технологий стабилизации наиболее эффективную. Иначе говоря, существуют типы вибраций, с которыми лучше справляется стабилизатор объектива, а другие вибрации нивелирует стабилизатор камеры — в итоге их совместная работа обеспечивает наилучший результат.

EOS R3 впечатляет тем, что системы могут работать совместно, обеспечивая стабилизацию с эффектом до 8 ступеней экспозиции, даже если камера работает в режиме высокоскоростной серийной съемки 30 кадров/с.

«Электронный затвор EOS R3 обеспечивает чрезвычайно высокую скорость считывания данных, — поясняет Майк. — Это означает, что для съемки со скоростью 30 кадров/сек. можно использовать выдержку около 1/125 сек. Стабилизация изображения не только будет более полезна при более длительной выдержке, но и обеспечит более точный выбор положения автофокуса. Наличие стабилизации означает, что точка автофокусировки будет находиться в нужной области объекта, а не «прыгать» по кадру, что станет основой для точной автофокусировки даже при 30 кадрах/сек.».

Оптический стабилизатор изображения для объективов был разработан компанией Canon для моделей EF в 1990-е, в эпоху пленочных камер. Гироскоп распознает движение камеры, а определенные элементы внутри объектива двигаются, компенсируя это движение, что обеспечивает более плавное изображение. Оптическая стабилизация особенно эффективна в телеобъективах — она продолжает использоваться и по сей день.

Чтобы фотографы могли работать с еще более длительной выдержкой, разработчики создали цифровые методы стабилизации. Комбинированная стабилизация, которая впервые была применена в беззеркальных камерах Canon EOS M, а также реализована в моделях линейки Canon EOS R, использует данные о направлении движения с датчика изображения для повышения эффективности системы оптической стабилизации. Встроенные системы на базе датчика изображения наиболее эффективно устраняют вибрации в более широком диапазоне фокусных расстояний.

Теперь стабилизатор на базе датчика изображения и оптический стабилизатор работают совместно, предлагая высокую эффективность с любыми фокусными расстояниями.

Ответы на вопросы о системе EOS R

Вся информация о линейке полнокадровых беззеркальных камер Canon.

Узнать больше 

Комбинированная стабилизация поможет не только фотографам, но и видеографам. Кинематографисты смогут создавать более плавные видео при съемке с рук, используя режим цифровой стабилизации при видеосъемке. «В этом режиме камера в значительной степени компенсирует эффект ходьбы, словно при работе с подвесом, — говорит Майк. — Конечно же, оригинальные системы стабилизации тоже будут эффективны, однако они не предназначены для съемки видео, как система подвесов».

Цифровая стабилизация видео немного обрезает изображение, что позволяет использовать полученные с датчика изображения данные для компенсации движения или вибраций. Доступно два параметра, которые отличаются значением кроп-фактора.

На камере Canon EOS R цифровая стабилизация видео использует данные с объектива и датчика изображения совместно, однако на камерах системы Canon EOS R с технологией IBIS используется сразу три аспекта — объектив, IBIS и цифровые данные — что обеспечивает более высокую эффективность стабилизации. «Вся система становится единым механизмом, — говорит Майк, — и в итоге стабилизация с помощью датчика обеспечивает более оптимальный результат, неподвластный сугубо оптическим системам».

С обновлением встроенного ПО для камер EOS R5, EOS R6 и EOS R3 цифровая стабилизация видео также была улучшена при съемке на широкоугольные объективы. «IBIS обеспечивает движение датчика изображения для компенсации вибраций, и углы изображения сдвигаются назад и вперед, — поясняет Майк. — В некоторых случаях по краям изображения дрожание могло быть более сильным, чем по центру, однако с новой версией встроенного ПО цифровая стабилизация будет компенсировать это движение для повышения четкости изображений».

И объектив, и камера оснащены датчиками, которые непрерывно отслеживают движение устройства, в то время как высокоскоростное взаимодействие камеры и объектива позволяет двум системам совместно обеспечивать высокое качество фотографий и видео.

Комбинация подвижного датчика изображения и оптической стабилизации объектива обеспечивает наилучшие результаты с любыми фокусными расстояниями и различными уровнями сотрясения камеры.

Обмен данными между объективом и камерой

Эта стабилизация изображения использует два раздельных сигнала — с датчика изображения камеры и с объектива, оснащенного стабилизатором.

Гироскопический датчик внутри объектива измеряет угол и скорость сотрясения объектива, а датчик ускорения отвечает за показатели ускорения для этого движения. Эту информацию отслеживает отдельный процессор объектива.

В камере также имеются датчик ускорения и гироскопический датчик, а также отдельный датчик направления движения на датчике изображения. Эти данные обрабатываются мощным процессором DIGIC X, установленным в камере.

Эта информация в режиме реального времени передается между объективом и датчиком изображения, что обеспечивает идеальную компенсацию движения для устранения любых вибраций. Плавающая группа элементов объектива перемещается для компенсации наклона и отклонения, а также движения по оси X-Y (из стороны в сторону, вверх-вниз) в случае, если для фотосъемки используются объективы с гибридным стабилизатором.

В камере высокоточная магнитная система перемещает датчик изображения, чтобы устранить сотрясение от поворота, движения X-Y, наклона и отклонения. Последнее корректируется быстрым взаимодействием через систему байонета RF, который дает системе Canon EOS R целый ряд преимуществ.

Встроенная стабилизация изображения по 5 осям (IBIS) в камерах EOS R5, EOS R6, EOS R3 и EOS R7 энергоэффективна и не оказывает заметного влияния на время работы от аккумулятора.

Благодаря большому диаметру байонета RF (1) датчик изображения (2) становится более подвижным, что позволяет достичь непревзойденной эффективности стабилизации. Красным помечено, как свет попадает на весь датчик изображения даже при его максимальном сдвиге (3) для обеспечения стабилизации изображения.

Роль байонета RF

Основа новой системы стабилизации — это не только электронные компоненты внутри камер, но и инновационный байонет RF, который обеспечивает быстрое взаимодействие камеры и объектива. Для точной работы стабилизатора объективу и камере необходимо обмениваться большим количеством данных, а байонет RF предназначен для быстрой отправки значительных объемов информации без задержки.

Еще один важный аспект — это механическая и оптическая конструкция байонета RF: диаметр 54 мм обеспечивает свободное движение датчика изображения, что позволяет эффективнее корректировать вибрации.

Для инженеров Canon основная трудность заключалась в разработке комбинированной (оптической + встроенной) стабилизации изображения с использованием высокоскоростного соединения между камерой и объективом. Эта система требует высокой точности данных, поэтому инженеры добавили датчик инерции и информацию о направлении движения.

Благодаря большому диаметру и короткому заднему отрезку байонет RF также позволяет Canon производить объективы с большим кругом изображения. Это обеспечивает свободу движения датчика изображения без риска обрезки изображения, которая иногда происходит с креплениями меньшего диаметра. Большой круг изображения позволяет встроенному стабилизатору камеры обеспечивать эффект, эквивалентный 8 ступеням экспозиции, при работе с объективами без оптической стабилизации, такими как RF 28-70mm F2L USM и RF 85mm F1. 2L USM.

Поскольку камеры системы Canon EOS R также совместимы с объективами EF (посредством различных адаптеров крепления EF-EOS R), еще одной задачей для инженеров стала разработка такого стабилизатора для камер с системой IBIS, которая будет эффективна с моделями EF и RF, оснащенными системой стабилизации или без нее. В таблице ниже приведены общие сведения о работе системы и обеспечении стабилизации по 5 осям при установке различных объективов.

Можно заметить, что фотографы и видеографы, использующие объективы EF и RF без стабилизации изображения, все еще могут оценить эффект IBIS в камерах EOS R3, EOS R5, EOS R6 и EOS R7, в то время как объективы RF с оптической или гибридной стабилизацией эффективно работают с обеими системами (хотя эффект может различаться в зависимости от выбранного объектива).

Конечно же, наилучший эффект достигается, когда объектив и камера работают совместно. В этом случае их преимущества объединяются, чтобы устранить разнообразные типы сотрясения камеры, которые могут быть заметны при разных фокусных расстояниях и условиях съемки, и тем самым помочь вам иначе взглянуть на съемку с рук и не только.

Автор Adam Duckworth and Marcus Hawkins

¹ 8 ступеней стабилизации на основании стандарта CIPA с объективом RF 24-105mm F4L IS USM при фокусном расстоянии 105 мм.

² 7 ступеней стабилизации на основании стандарта CIPA с объективом RF-S 18-150mm F3.5-6.3 IS STM при фокусном расстоянии 150 мм

• ДИКАЯ ПРИРОДА

  Фотосъемка одной из самых скрытных в мире кошек

  Узнайте, как фотограф дикой природы Дани Коннор использовала камеру Canon EOS R7 для съемки пиренейской рыси, находящейся на грани исчезновения, в ее естественной среде обитания.

  Узнайте больше

• ОБЪЕКТИВЫ

  Все о байонете RF

  Байонет RF — это основа системы Canon EOS R. Узнайте о многочисленных инновациях и улучшениях в конструкции, которые стали возможными благодаря ему.

  Узнайте больше

• ВОЗМОЖНОСТИ КАМЕРЫ

  Какими функциями располагают различные камеры Canon

  Удобное руководство по функциональности различных камер Canon — защита от непогоды, IBIS, автофокусировка с распознаванием глаз животных, экран с регулируемым углом наклона и многое другое.

  Узнайте больше

• ОБЪЕКТИВЫ

  Стабилизация изображения

  Узнайте, как технология стабилизации изображения в объективах Canon обеспечивает четкость фотографий, несмотря на сотрясения камеры, какой режим стабилизации изображения использовать для получения наилучших результатов и многое другое.

  Узнайте больше

Подпишитесь на рассылку

Нажмите здесь, чтобы получать вдохновляющие истории и интересные новости от Canon Europe Pro

Если вы видите это сообщение, вы просматриваете веб-сайт Canon с помощью поисковой системы, которая блокирует необязательные файлы cookie. На вашем устройстве будут использоваться только обязательные (функциональные) файлы cookie. Эти файлы cookie необходимы для функционирования веб-сайта и являются неотъемлемой частью наших систем. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с нашим Уведомлением о файлах cookie.

Удалите элемент или очистите [category], поскольку существует ограничение на 8 продуктов. Нажмите «Изменить»

Сбросить весь выбор?

Оптическая и цифровая стабилизация изображения. В чем разница?

Гайд в разделе IT Технологии Оптическая и цифровая стабилизация изображения. В чем разница? содержит информацию, советы и подсказки, которые помогут вам изучить самые важные моменты и тонкости вопроса….

---

Оптическая и цифровая стабилизация изображения, в чем же существенная разница? Если вы когда-либо пытались снимать видео на своем телефоне во время ходьбы, вы знаете, что удерживать хорошее изображение не легко. 

Существуют технологии, предназначенные для уменьшения эффекта дрожания рук. Есть два разных подхода к его реализации.

Оптическая стабилизация изображения пришла из мира неподвижной фотографии. Для этого используются сложные аппаратные механизмы внутри объектива.

Благодаря им изображение сохраняется неподвижным и обеспечивает их резкость. Такой метод существует уже давно. Он был адаптирован и миниатюризирован к смартфонам для съемки видео не так недавно.

Цифровая стабилизация изображения — это скорее программный трюк, как «цифровой зум».

Давайте посмотрим, как они работают и как они применяются.

---

Оптическая стабилизация изображения: стабилизатор для вашего объектива

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

Объектив камеры с оптической стабилизацией изображения имеет внутренний двигатель. Он физически перемещает один или несколько элементов стекла внутри объектива, когда камера фокусирует и записывает снимок.

Это приводит к стабилизирующему эффекту, противодействующему движению объектива и камеры. Позволяет записывать более резкое, менее размытое изображение. Это, в свою очередь, позволяет фотографировать в плохих условиях освещенности или при более низком значении F-stop.

---

Оптическая стабилизация изображения обычно ограничивалась высококачественными фотокамерами и видеокамерами. Сегодня, технология была достаточно упрощена и теперь доступна на потребительском уровне.  

Это означает, что в некоторых смартфонах есть крошечный элемент движущегося стекла. Если на вашем телефоне есть объектив OIS, вы можете поднести его к уху и немного встряхнуть. Вы услышите, как стабилизирующий элемент издает звук в модуле камеры.

Обладая гораздо меньшими объективами и датчиками, функция OIS на телефонах менее эффективна, чем в Pro-оборудовании. Однако, она помогает вам делать более четкие фотографии и видео. Наиболее заметные телефоны с оптической стабилизацией изображения — это:

• iPhone 6+ и более поздние версии
• Samsung Galaxy S7 и более поздние версии
• LG G-series
• Pixel 2 от Google и т.д.
  

Цифровая стабилизация изображения: программное обеспечение для обрезки видео

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

С помощью дополнительного программного обеспечения компьютеры могут автоматически применять технологию обрезки и перемещения видео.

Программное обеспечение для редактирования видео, как правило, достигает эффекта путем обрезки или масштабирования полноразмерного видео и динамической покадровой стабилизации. Такое программное обеспечение — это:

• Adobe Premiere
• Final Cut Pro
• Sony Vegas т.д.

---

Чтобы стабилизировать дрожащее видео, нужно вырезать разделы видео на границах, которые «крутятся» вокруг каждого основного объекта и фона.

В результате — видео выглядит более стабильным. Это оптическая иллюзия: изображения настраивается, чтобы компенсировать дрожание. Результат — вы видите «гладкое» видео.

Подобно оптической стабилизации изображения, программное обеспечение для последующей обработки становится все дешевле и более распространено.

Можно даже использовать бесплатную встроенную стабилизацию. Например, встроенные в некоторые платформы, такие как YouTube и Instagram.

Существует ограничение, насколько эффект может быть применен. Ограничение связано с увеличением масштаба видео, чтобы компенсировать дрожание камеры. Чем больше вы увеличите масштаб изображения, тем ниже будет качество конечного видео.

---

Автоматическая стабилизация видео при его записи

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

Имея продвинутое программное обеспечение, которое обнаруживает части изображения и их движение, вы можете автоматически стабилизировать видео уже при его записи.

Программное обеспечение записывает изображение на датчик камеры для каждого кадра.

Оно автоматически определяет, как камера дрожит по отношению к основному объекту и фону. После, обрезает видео до нужного размера.

Стабилизация цифрового изображения — это использование инструментов обрезки видео. Автоматически и сразу. Без необходимости дополнительного программного обеспечения после записи видео.

Такая технология не нуждается в каких-либо дополнительных движущихся частях и механизмов объектива. Это делает ее более дешевой в производстве. Она не так  эффективна, как оптически стабилизированная линза.

Требует более совершенной компьютеризированной обработки для применения инструментов обрезки в реальном времени. Однако. при правильной комбинации аппаратного и программного обеспечения — эффекты могут быть замечательными.

---

Стабилизация электронного изображения

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

GoPro 7, как и его предшественники, не имеет каких-либо движущихся частей стабилизации в самой камере. Видео не было стабилизировано дополнительным программным обеспечением, таким как Premiere или Final Cut. Все это видео снимается непосредственно с камеры.

При этом автоматически применяется обрезка, чтобы компенсировать дрожание и вибрацию. Это не идеально — но достаточно, чтобы полностью удалить тряску с велосипеда, идущего вниз по лестнице.

Это впечатляющее улучшение по сравнению с нестабильной камерой без затрат или времени. GoPro имеет встроенную цифровую стабилизацию изображения. Она доступна и на других камерах.

Цифровая стабилизация изображения также может применяться и к видео на телефонах. Google использовал только программную систему. Она называется «EIS» или «стабилизация электронного изображения».

Сегодня большинство телефонов высокого класса имеют небольшой уровень цифровой стабилизации. Samsung отмечает, что в Galaxy Note 8, Galaxy S9 и Galaxy S9 + одновременно используются оптическая и цифровая стабилизация изображения. При этом, существует большой минус для цифровой стабилизации изображения.

В отличие от системы оптической стабилизации, она не может применяться к неподвижным изображениям. Поскольку цифровая стабилизация изображения основана на обрезке серии неподвижных кадров — она просто не работает ни на одном из них.

---

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

---

Читать еще:

• Touch ID и Face ID не дают вам больше безопасности!
• Что такое 5G? Какой будет скорость интернета?
• Безопасность Chromebook. Как достигнуть максимума

Просмотров:1 769

В чем разница между оптической и цифровой стабилизацией изображения?

Если вы когда-нибудь пытались снимать видео на телефон во время ходьбы, вы знаете, что сохранить неподвижное изображение непросто. Есть некоторая изящная технология, предназначенная для уменьшения эффекта дрожания камеры, и есть два разных подхода к ее реализации.

Оптическая стабилизация изображения пришла из мира фотосъемки, используя сложные аппаратные механизмы внутри объектива, чтобы сохранить неподвижность изображения и сделать его четким. Он существует уже давно, но был адаптирован для видео и недавно миниатюризирован для смартфонов. Цифровая стабилизация изображения — это больше программный трюк, как «цифровой зум», но, наоборот, активный выбор правильной части изображения на сенсоре, чтобы объект и камера двигались меньше. Давайте посмотрим, как они оба работают и как они применяются в новейших гаджетах для фотографии.

Оптическая стабилизация изображения: стабилизатор для вашего объектива

В How-To Geek уже есть статья, объясняющая, как работает оптическая стабилизация изображения. Но для полноты картины подытожим: оптическая стабилизация изображения, сокращенно именуемая OIS, а также называемая «IS» или «подавление вибраций» (VR, никакого отношения к виртуальной реальности) в зависимости от марки камеры, все об оборудовании.

Объектив камеры с оптической стабилизацией изображения имеет внутренний двигатель, который физически перемещает один или несколько стеклянных элементов внутри объектива, когда камера фокусируется и записывает кадр. Это приводит к стабилизирующему эффекту, противодействующему движению объектива и камеры (например, из-за дрожания рук оператора) и позволяющему записывать более четкое и менее размытое изображение. Это, в свою очередь, позволяет делать фотографии при слабом освещении или с более низким значением диафрагмы, оставаясь при этом четкими.

Техника, которая используется в этом материале, потрясающая. Это супер-миниатюрная версия внешнего оборудования, такого как многоосевые подвесы, используемые в таких системах, как Steadicam, — те большие скобы для камеры, которые крепятся на плечи, которые вы, возможно, видели на спортивных мероприятиях или съемках фильмов. Результаты от системы стабилизации в объективе или в камере не такие впечатляющие, как от внешних гироскопических стабилизаторов, но они все равно впечатляют. Камера с объективом с оптической стабилизацией изображения может снимать более четкие неподвижные изображения при более низком уровне освещенности, чем камера без объектива, и та же технология может использоваться для небольшого улучшения эффекта размытости и дрожания при записи видео на портативную камеру. Большим недостатком является то, что для оптической стабилизации изображения требуется много дополнительных компонентов в объективе, а камеры и объективы с OIS намного дороже, чем менее сложные конструкции.

Оптическая стабилизация изображения используется только в фото- и видеокамерах высокого класса. Но технология уже достаточно отработана, и теперь вы можете использовать ее в цифровых зеркальных и беззеркальных камерах потребительского уровня. Он даже был уменьшен, чтобы объектив OIS мог поместиться в модуль камеры смартфона. Да, это означает, что в некоторых смартфонах есть крошечный подвижный стеклянный элемент толщиной менее полдюйма. Если в вашем телефоне есть линза OIS, вы можете поднести верхний конец к уху, немного встряхнуть его и даже услышать дребезжание стабилизирующего элемента в модуле задней камеры. (Хм, не делайте этого слишком сильно.)

Вот пример крошечного элемента OIS модуля камеры телефона. Обратите внимание, как верхняя часть объектива может двигаться независимо от расположенного под ним датчика изображения.

С гораздо меньшими объективами и датчиками функция OIS на телефонах не так эффективна, как на больших камерах. Но это по-прежнему помогает вам делать более четкие фотографии и менее дрожащее видео. Некоторые известные модели телефонов с оптической стабилизацией изображения включают iPhone 6+ и новее, Samsung Galaxy S7 и новее, LG серии G и Google Pixel 2.9.0003

Ручная стабилизация изображения: обрезка видео для стабилизации

Цифровая стабилизация изображения полностью выполняется программно. Если вы знакомы с разницей между оптическим зумом и цифровым зумом (т. е. увеличением пикселей на изображении без их улучшения), то это похоже. Но цифровая стабилизация оказывает гораздо более непосредственное и измеримое влияние на видео.

Чтобы стабилизировать предварительно записанное видео с дрожанием, вы можете обрезать участки на границах, которые «двигаются» в каждом кадре, в результате чего видео выглядит более стабильным. Это оптическая иллюзия: пока видео трясется, обрезка каждого кадра изображения корректируется, чтобы компенсировать тряску, и вы «видите» ровную дорожку видео. Для этого требуется либо увеличить кадр изображения (и пожертвовать качеством изображения), либо уменьшить масштаб самого кадра (что приводит к уменьшению изображения с черными рамками, которые перемещаются).

Терпеливые видеоредакторы могут сделать это вручную с готовой записью, кадр за кадром. Вот яркий пример короткого кадра из седьмого эпизода «Звездных войн».

Это преувеличенный пример обрезки для эффекта стабилизации, но он показывает, как перемещение изображения по видеокадру относительно объекта (корабля) или фона может привести к более плавному видео. Вот коллекция более типичных примеров с реальными предметами.

Цифровая стабилизация изображения: программное обеспечение для обрезки видео

С добавлением передового программного обеспечения компьютеры могут автоматически применять эту технику кадрирования и перемещения к видео. Программное обеспечение для редактирования видео, такое как Adobe Premiere, Final Cut Pro и Sony Vegas, может сделать это, как правило, достигая эффекта путем небольшой обрезки или увеличения полноразмерного видео и динамической покадровой стабилизации. Вот пример эффекта автоматической стабилизации видео, выполненного в Final Cut Pro (перейдите к 3:34, если он еще не установлен).

Как и оптическая стабилизация изображения, это программное обеспечение для постобработки становится все дешевле и распространяется все шире. Можно даже использовать базовую стабилизацию масштабирования и кадрирования, встроенную в некоторые бесплатные видеосервисы, такие как YouTube и Instagram. Существует ограничение на то, насколько этот эффект может быть применен, поскольку он должен увеличивать масштаб, чтобы компенсировать дрожание камеры, не показывая черные области на краю видеокадра. Чем больше вы увеличиваете масштаб, тем ниже будет качество конечного видео. Обратите внимание, что в следующем видео кадр стабилизированного видео (вверху) меньше полного кадра исходного нестабилизированного видео (внизу) из-за кадрирования, необходимого для эффекта стабилизации.

Вот как можно применить стабилизацию изображения к существующему видео. Теперь объедините этот метод стабилизации с перемещением и кадрированием, небольшое дополнительное пространство в пиксельной сетке сенсора фотокамеры при съемке видео и сверхсовременное программное обеспечение, которое обнаруживает части изображения и их движение, и вы можете выполнять стабилизацию автоматически. прямо во время записи видео! Это программное обеспечение записывает все изображение на датчик камеры для каждого кадра, автоматически определяет, как камера трясется по отношению к основному объекту и фону, и обрезает видео до размера 4K или 1080p, перемещая изображение, чтобы компенсировать движение объекта. сама камера.

Вот что означает «цифровая стабилизация изображения»: применение инструментов кадрирования к видео, автоматически и сразу в камере, без необходимости в дополнительном программном обеспечении после записи видео.

Эта технология не требует дополнительных движущихся частей в механизме объектива, что делает ее производство дешевле. Он не так эффективен с технической точки зрения, как объектив с оптической стабилизацией, потому что для применения инструментов обрезки в реальном времени требуется более продвинутая компьютерная обработка. Но при правильном сочетании аппаратного и программного обеспечения результаты могут быть впечатляющими. Вот видео о новейших методах цифровой стабилизации изображения в новой серии GoPro 7.

Обратите внимание, что GoPro 7, как и ее предшественники, не имеет движущихся частей стабилизации в самой камере, а видео выше не стабилизировалось с помощью дополнительного программного обеспечения, такого как Premiere или Final Cut. Все это видео снимается непосредственно с камеры с автоматическим кадрированием для компенсации тряски и вибрации. Это не идеально — этого недостаточно, чтобы полностью убрать тряску, например, при спуске велосипеда по лестнице, и кадрирование видеокадра составляет около 10%. Но это впечатляющее улучшение по сравнению с нестабилизированной камерой, без затрат или времени, необходимых для оптической стабилизации изображения или программной стабилизации. GoPro имеет цифровую стабилизацию изображения в камере, начиная с серии Hero 5, и она доступна и на других экшн-камерах.

Цифровая стабилизация изображения также может применяться к видео на телефонах. Google использовал только программную систему на оригинальном Pixel (называемую «EIS» для «электронной стабилизации изображения»), и теперь в большинстве телефонов высокого класса применяется по крайней мере некоторый уровень цифровой стабилизации, явно или нет. Samsung отмечает, что в Galaxy Note 8, Galaxy S9 и Galaxy S9+ одновременно используется как оптическая , так и цифровая стабилизация изображения. Но у цифровой стабилизации есть один большой недостаток: в отличие от системы оптической стабилизации ее нельзя применить к неподвижным изображениям. Поскольку цифровая стабилизация изображения основана на обрезке серии неподвижных видеокадров, она просто не работает по одному кадру за раз.

Изображение предоставлено: Canon, GoPro

Важна ли стабилизация изображения цифровой камеры? :: Секреты цифровых фотографий

ЗарегистрироватьсяВойти

• Как мне это сделать?
  • Избегайте Redeye
  • Создать селфи
  • Изображения Луны
  • Fix Blurry Photo Правила фотографии
  • Понимание «мм» на моем объективе
  • Создание размытого фона
  • Что такое P-режим?
• Tips and Tutorials
  • Techniques
  • Common Subjects
  • Composition
  • Types of Photography
  • Post Processing
  • Color
  • Gear
  • Camera Settings
  • Being a Photographer
• Free Courses
  • Улучшите свои фотографии
  • Weekly Newsletter
  • Landscape Photography
  • Flash Photography
  • HDR Photography
  • Black and White Photography
  • Photographing Christmas
• Products
  • Photography Simplified
  • Photograph Your Year
  • Post Processing for Photographers
  • Промежуточная постобработка
• Электронные книги
  • Пейзажная фотография
  • Фотография со вспышкой
  • Фотография HDR
  • Черно-белая фотография

Объектив

Дэвида Петерсона 32 комментария

встроенная система стабилизации изображения. Для некоторых моделей камер это доступно через объектив. На других — в камере. В любом случае, вы, вероятно, хотите знать, что это значит для вашей фотографии и насколько это эффективно.

Когда стабилизация изображения наиболее важна?

Прежде всего, почему важна стабилизация изображения? Когда это наиболее полезно? В конце концов, если вы делаете снимки с очень высокой выдержкой, например, 1/500 секунды, вам не будет реальной пользы от стабилизации изображения. Это потому, что короткая скорость затвора компенсирует любое случайное дрожание камеры, которое вы можете сделать.

Так что на самом деле стабилизация изображения наиболее важна в ситуациях, когда у вас недостаточно света, чтобы получить короткую выдержку. Это, как правило, пригодится на закате, восходе солнца и в помещении. В большинстве случаев стабилизация изображения обеспечивает такое же качество изображения при выдержке на 3–4 ступени длиннее, чем обычно. Это особенно удобно, если вы не любите везде носить штатив.

Используйте более высокую диафрагму и получите большую глубину резкости

Использование более высокой диафрагмы (более высокое число F) увеличивает резкость и глубину резкости на ваших фотографиях. Каждый раз, когда вы увеличиваете диафрагму, фактическое отверстие, через которое проходит свет, чтобы попасть на датчик изображения вашей камеры, становится меньше. Это означает, что вам придется уменьшить скорость затвора, чтобы пропустить больше света. Однако стабилизация изображения позволяет увеличить диафрагму на несколько дополнительных ступеней диафрагмы. Поскольку стабилизация изображения позволяет использовать более длинные скорости затвора с теми же результатами, вы можете использовать эти более длинные скорости затвора, чтобы компенсировать потерю света, вызванную увеличением диафрагмы.

Уменьшение размытия при телефото

Есть еще одна область, в которой полезна стабилизация изображения, и это касается объективов телефото. Поскольку телеобъектив длиннее и может видеть дальше, каждое незначительное дрожание увеличивается. Разница между телеобъективом и широкоугольным объективом аналогична разнице между короткой и длинной палкой. Если вы встряхиваете короткую палку, ее конец трясется не так сильно, как если бы вы встряхивали длинную палку. Небольшие движения увеличиваются ближе к концу, а стабилизация изображения помогает минимизировать эти эффекты.

Сравнение

Давайте посмотрим на два разных изображения, снятых с одинаковыми значениями выдержки и диафрагмы. Один из них использует стабилизацию изображения, а другой нет. Два следующих изображения были сделаны камерой Nikon D40x с диафрагмой f8 и выдержкой 1/13 секунды. Я выбрал относительно длинную выдержку, потому что эффект стабилизации изображения можно увидеть только при длинных выдержках.

Я также использую объектив Nikon 18–55 мм с технологией подавления вибраций (VR). VR — это фирменная стабилизация изображения Nikon, встроенная в объектив. Canon очень творчески называет свою технологию IS для стабилизатора изображения. Обе системы похожи и сопоставимы. Первый снимок сделан без стабилизации изображения. Я увеличил буквы на знаке, чтобы вы могли ясно видеть эффект.

Как видите, изображение немного размыто, но не все так плохо. Вы все еще можете прочитать текст на вывеске. Теперь давайте посмотрим, насколько важна стабилизация изображения.

Есть большая разница. Вы можете очень четко читать буквы на знаке, и кажется, что там не так много размытых участков. Стабилизация изображения позволила сделать этот снимок без штатива.

Вам нужна стабилизация изображения?

Несмотря на то, что стабилизация изображения великолепна, в конце концов она никому не нужна. Это хорошая функция, когда у вас не так много света, и вы не хотите брать с собой штатив, куда бы вы ни пошли, но это не должно быть решающим фактором при покупке следующей камеры или объектива камеры. К счастью, в наши дни большинство недорогих зум-объективов и комплектов цифровых зеркальных фотокамер для начинающих поставляются со стабилизацией изображения, так что это довольно спорный вопрос.

Лучший стабилизатор изображения — это штатив. Это самая безопасная ставка, когда речь идет о получении изображения без размытия при более длинных выдержках. Хотя между снимком, сделанным со стабилизацией изображения, и снимком без нее есть большая разница, при использовании штатива разница еще больше. Второе изображение было бы полностью свободным от размытия. Если вам нужна верная ставка, купите себе хороший штатив.

Считаете ли вы, что последние технологические достижения, такие как стабилизация изображения, значительно улучшили вашу фотографию? Дай мне знать!

Большинство людей считают этот пост крутым. Что вы думаете?

Awesome (286)

Интересно (95)

Полезно (116)

СКАЗЫ (40)

Сложность:

Начальник

Длина:

6 минут

Категория:

LensVrisimage StablipatriptiptripTripTripTripTripTripTripTripTripTripTripTripTripTripTripTripTripTripTripTipTripTripTipTripTripTipTripTripTipTripTripTipTripTripTipTripTipTripTipTripTipTripTipTripTipTripTipTr Дэвид Петерсон

Дэвид Петерсон является создателем Digital Photo Secrets и Photography Dash и любит обучать фотографии других фотографов по всему миру. Вы можете следить за ним в Твиттере на @dphotosecrets или в Google+.

469 022

Подписчики

1 269

Статьи

231

Видео

Помогаем миру делать лучшие фотографии.

Секреты цифрового фото

О Дэвиде

Отзывы

Регистрация

Войти

Разделы

Как мне?

Советы и учебные пособия

Бесплатные курсы

Продукты

Электронные книги

Помощь и поддержка

Свяжитесь с нами

Политика конфиденциальности

Задать вопрос Дэвиду

Информационный бюллетень по электронной почте

Новые советы и руководства каждую неделю. Единственный информационный бюллетень по фотографии , который вам когда-либо понадобится прочитать!

Политика конфиденциальности

Фотосъемка со вспышкой

Придайте вашим изображениям новое измерение с помощью вспышки!

Бесплатный электронный курс по использованию вспышки камеры

Черно-белая фотография

Делайте замечательные черно-белые фотографии.

Не ограничивайтесь цветом!

• Следуйте за нами!

© 2022 Vivitec Pty Ltd. Все права защищены.

Оптическая и цифровая стабилизация изображения

Возможно, вы сделали несколько снимков и получили размытие деталей из-за дрожания камеры. Кроме того, это может произойти, когда вы снимаете видео во время движения, и в результате получается слишком много тумана, что снижает резкость видео. Следовательно, стабилизация изображения важна для вашей камеры, поскольку она помогает стабилизировать ваши изображения. Это уменьшает эффект рукопожатий или движений во время видеосъемки или фотосъемки.

Существует множество систем стабилизации изображения. Оптическая стабилизация изображения ( OIS ) в объективах работает с использованием плавающего элемента линзы. Гироскоп камеры и датчики ускорения обнаруживают дрожание камеры. Затем элемент объектива смещается электроникой объектива в направлении, противоположном дрожанию камеры. Стабилизация в камере ( IBIS ) работает путем небольшого смещения сенсора, чтобы компенсировать дрожание камеры.

При использовании электронной стабилизации изображения ( EIS ) — это метод улучшения изображения с использованием электронной обработки. EIS сводит к минимуму размытие и компенсирует дрожание камеры. Наконец, гибридная стабилизация изображения

(HIS) представляет собой систему стабилизации, которая сочетает в себе оптическую стабилизацию изображения ( OIS ) и электронную стабилизацию изображения ( EIS ) одновременно.

Преимущество стабилизации изображения заключается в том, что она позволяет получать более четкие изображения неподвижных объектов при более длинных выдержках, чем без нее. Производители объективов оценивают стабилизацию изображения тем, на сколько ступеней медленнее вы можете снимать с помощью стабилизации изображения.

Что такое стабилизация изображения ?

Когда вы держите камеру в руках и делаете фото или снимаете видео, велика вероятность непреднамеренного движения камеры (дрожания). Дрожание руки, когда вы держите камеру, легкое дрожание при нажатии на спуск затвора — даже малейшее движение во время экспозиции может привести к размытию изображения.

Движение камеры может быть любым из следующих направлений движения.

Классический способ предотвращения сотрясения камеры — использование штатива. Конечно, штатив не всегда идеален, и его эффективность во многом зависит от того, насколько устойчива поверхность, на которой он стоит. Кроме того, спуск вручную может вызвать легкое дрожание камеры, поэтому рекомендуется использовать таймер автоспуска или пульт дистанционного управления камерой. Кроме того, штативы можно использовать не во всех ситуациях.

Производители фотоаппаратов изо всех сил старались найти способ, с помощью которого корпус камеры компенсировал бы это нежелательное движение, чтобы у вас было больше шансов получить четкий снимок.

Краткая история стабилизации изображения

В 1995 году Canon предлагает еще один метод уменьшения, если не устранения, эффектов дрожания камеры: стабилизация изображения (IS). В то время как первый VR-объектив Nikon вышел в 2000 году. Они подошли к проблеме сотрясения камеры сбоку. Вместо того, чтобы пытаться остановить движение камеры, стабилизированный объектив вводит в него компенсирующее движение с целью сохранения статичности изображения на датчике камеры.

После этого производители фотоаппаратов вводят одни и те же концепции в свои продукты под разными названиями:

• Canon ( IS ) Стабилизация изображения
• Nikon ( VR ) Подавление вибрации
• Sony ( OSS ) Optical Steady Shoot
• Fujifilm ( OIS ) Оптическая стабилизация изображения
• Panasonic ( Mega OIS ) Мегаоптическая стабилизация изображения

1. Оптическая стабилизация изображения — стабилизация объектива

Система стабилизации на основе объектива использует плавающий элемент объектива (или группу элементов), который управляется электронным способом (бортовым процессором), затем он смещается в противоположную сторону любому дрожанию камеры, регистрируемому камерой.

Два гироскопических датчика внутри корпуса объектива обнаруживают дрожание камеры: один для рыскания (движение из стороны в сторону) и один для тангажа (движение вверх-вниз). Датчики определяют как угол, так и скорость движения.

Как это работает

При частичном нажатии кнопки спуска затвора фотокамеры происходит следующая последовательность событий:

• Два гироскопа определяют скорость и угол движения камеры/объектива.
• Данные гироскопа передаются микропроцессору в объективе, который анализирует их и формулирует инструкцию
• Эта инструкция передается группе элементов стабилизирующей линзы, которая затем перемещается с соответствующей скоростью и направлением, чтобы противодействовать движению камеры.
• Полная последовательность непрерывно повторяется, как показано ниже

Режимы стабилизатора изображения (Canon)

В недавно выпущенных объективах IS у вас есть три режима стабилизации изображения, а именно:

• Режим 1 : система IS работает в стандартном системном режиме и корректирует движения как по тангажу, так и по рысканью. Это лучший режим для фотографирования статичных объектов.
• Режим 2 : Режим 2 лучше всего использовать, когда вы панорамируете камеру, следуя за движущимся объектом. Объектив игнорирует движение панорамирования и компенсирует только движение, перпендикулярное направлению панорамирования.
• Режим 3: он был представлен в 2010 году с объективами EF 300mm f/2.8L IS II USM и EF 400mm f/2.8L IS II USM (теперь на смену им пришел EF 400mm f/2.8L IS III USM ) линзы.

Этот полезный режим использует преимущества стандартного стабилизатора изображения (эффективен как для горизонтального, так и для вертикального движения камеры), но вместо того, чтобы быть активным все время, он активируется только при полном нажатии кнопки спуска затвора для захвата изображения.

Режим 3 особенно полезен для спортивной фотосъемки , когда вы, вероятно, будете быстро перемещаться между объектами.

Когда использовать стабилизацию изображения

В некоторых случаях использование объектива со стабилизацией изображения действительно полезно:

• Если вы снимаете неподвижные объекты при слабом освещении . В этой ситуации IS может помочь улучшить ваши изображения, потому что вы можете уменьшить скорость затвора на два, три или даже четыре шага. Уменьшая скорость затвора, вы можете использовать меньшую диафрагму для большей глубины резкости или уменьшить значение ISO, чтобы уменьшить шум на изображениях.
• Если Вы снимаете при ветре или с движущейся или вибрирующей платформы, такой как движущийся автомобиль, грохочущий мост или трясущаяся земля.
• Если Вы снимаете видео без штатива или подвеса . Вы определенно заметите улучшение качества видео при использовании объектива с IS.
• Если вы снимаете с телеобъективом и вам не нужна короткая выдержка для остановки действия. Вместо того, чтобы устанавливать выдержку на основе обратного правила* , вы можете уменьшить выдержку на несколько ступеней (в зависимости от ваших возможностей IS)

*Взаимное правило: при съемке с рук необходимо использовать выдержку не менее 1/фокусное расстояние объектива, чтобы избежать сотрясения камеры. Поэтому, если вы снимаете объективом 50 мм, вам понадобится выдержка 1/50.

Плюсы и минусы стабилизации объектива

Профи

• Линзы с оптической стабилизацией более эффективны.
• Стабилизация объектива более эффективна на длиннофокусных/супертелеобъективах.
• Стабилизация объектива более эффективна в условиях низкой освещенности.

Минусы

• Доступно не для всех типов объективов (например, для объективов с фиксированным фокусным расстоянием и широкоугольных объективов)
• Более высокая стоимость: объективы с OIS стоят дороже, чем их аналоги без IS.
• Стабилизация изображения может ухудшить боке.
• При включении OIS издается громкий звук.

2. Встроенный стабилизатор изображения (IBIS) — стабилизация камеры

Встроенная система стабилизации изображения (In-Body IS) сама по себе мощна. Однако, что делает его более мощным, так это то, как он координируется с системой оптической стабилизации изображения (Optical IS) на совместимых объективах. Это позволяет уменьшить дрожание камеры до восьми ступеней выдержки при использовании нестабилизированных объективов.

Первыми камерами Canon, оснащенными встроенным стабилизатором изображения (In-Body IS), являются модели EOS R5 и EOS R6.

Информация от различных датчиков системы стабилизации изображения в камере объединяется с информацией от различных датчиков на объективе (через высокоскоростную систему связи RF mount ). Затем он используется для перемещения блока стабилизации изображения объектива или датчика изображения, необходимых для достижения наилучших результатов. Как показано в видео ниже от Canon

Подробные данные от следующих трех ключевых компонентов отправляются в процессор изображений DIGIC X для обнаружения дрожания камеры:

• Гироскопический датчик (угловой скорости)
• Датчик ускорения (акселератора)
• Датчик изображения (информация об изображении)

Камера использует эту информацию для определения значения, направления и скорости дрожания камеры, что позволяет ей смещать датчик изображения для стабилизации изображения. При подключении объектива со встроенной в объектив (оптической) стабилизацией изображения (оптическая стабилизация изображения) информация о дрожании камеры от гироскопа и датчиков ускорения в объективе также включается в расчеты стабилизации изображения для выполнения координированного управления стабилизацией изображения.

Это скорректированные движения с помощью In-Body IS для объективов EF и RF

Тип объектива	Угол наклона/рыскания	Угол наклона	X/Y
EF без IS	IBIS	IBIS	IBIS
EF с IS	OIS	IBIS	IBIS
EF с гибридным ИС	OIS	IBIS	Фото: OIS Видео: IBIS

Тип объектива	Угол наклона/рыскания	Угол поворота	X/Y
РФ без ИС	ИБИС	ИБИС	ИБИС
RF с IS	OIS + IBIS	IBIS	IBIS
RF с Hybrid IS	OIS + IBIS	IBIS	Фото: OIS Видео: IBIS

Гибридная стабилизация изображения ( HIS ), как следует из названия, означает, что камера сочетает оптическую стабилизацию изображения ( OIS ) и электронную стабилизацию изображения ( EIS ) одновременно.

Плюсы и минусы встроенного в корпус IS

Профи

• Обеспечивает стабилизацию изображения даже при использовании старинных объективов и объективов без стабилизатора изображения.
• Единовременная оплата: вы покупаете одну камеру со встроенной стабилизацией изображения, и все объективы автоматически получают преимущества стабилизации изображения.
• Он может корректировать типы дрожания камеры, которые трудно или невозможны с помощью только оптической стабилизации изображения, такие как смещение и дрожание камеры при вращении.
• In-Body IS и Optical IS могут координироваться для более эффективной стабилизации изображения.

Минусы

• Не очень эффективен для длинных телеобъективов/супертелеобъективов
• Менее точный замер и эффективность автофокусировки в условиях низкой освещенности

Недостатки IBIS полностью Больше не существует при использовании комбинированного OIS и IBIS, как в новом обновлении камер Canon .

3. Электронная стабилизация изображения (EIS)

Электронная стабилизация изображения (EIS) — высокоэффективный метод компенсации дрожания рук, который проявляется в отвлекающих дрожаниях видео во время воспроизведения. EIS полагается на точный датчик движения для отслеживания источника дрожания, которым может быть, например, рукопожатие или движение автомобиля. Затем информация о движении интегрируется в течение текущего видеокадра и используется для ее компенсации путем обрезки просматриваемого изображения из потока видеокадров.

EIS стабилизирует изображение с помощью датчика изображения. Процессор изображения отслеживает данные с датчика изображения в режиме реального времени. Данные анализируются с использованием различных алгоритмов, обнаруживающих и измеряющих любые изменения в записанном изображении. Чтобы система EIS могла эффективно компенсировать дрожание и сдвигать изображение в определенных пределах, необходимо создавать дополнительные области по его краям.

Поскольку EIS не использует механическую компенсацию, в отличие от оптических методов, она может отслеживать и компенсировать сильное входное движение в спортивных приложениях для телефонов или экшн-камер.

4. Гибридная стабилизация изображения (HIS)

Как следует из названия, камера сочетает в себе оптическую стабилизацию изображения ( OIS ) и электронную стабилизацию изображения ( EIS ) одновременно.

Заключение

Взглянув на все плюсы и минусы каждой технологии стабилизации изображения, становится ясно, что пока нельзя полностью заменить одну другую. Кажется, что лучшим подходом было бы объединить две технологии стабилизации изображения в одной системе камер.

Стабилизация должна быть встроена в объективы с большим фокусным расстоянием для фотографов спорта и дикой природы, а также доступна в камерах для всех других ситуаций.