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Apple、iPhoneの「超解像度」画像技術を研究中

Apple、iPhoneの「超解像度」画像技術を研究中

Appleの特許(超解像イメージング)

Apple が米国特許商標庁 (USPTO) に出願した特許が根拠となるならば、将来の iOS デバイスは「超解像度」という名のおしゃれな名前の画像処理技術を使って非常に精細なスナップ写真を撮影できるようにすることで、iPhoneography ファンをさらに魅了する可能性がある。

申請書類によれば、これは、カメラのハードウェア自体に実装する必要がある光学式手ぶれ補正機能を使用して、わずかにずれた角度で複数の画像をバースト撮影することで実現できるという。

ソフトウェアはそこから個々の画像データをつなぎ合わせて単一の超解像度画像を形成し、より多くのメガピクセルを必要としません…

USPTO 特許出願番号 20140125825「光学画像安定化に基づく超解像度」は、iPhone などの画像キャプチャ デバイスを使用して非常に詳細な画像を作成するためのシステムを概説しています。

光学式手ブレ補正は、精密に設計されたアクチュエータを用いて、光路の最終要素であるカメラセンサーを動かすことで機能します。これにより、センサー自体が光を画像データに変換する前に、カメラのハードウェアがセンサーに投影された画像を安定させることができます。

一実施形態では、電子画像センサが光路を介して基準光学サンプルを捕捉する。その後、光学画像安定化(OIS)プロセッサが、電子画像センサへの光路を既知の量だけ調整する。

次に、第 2 の光学サンプルが調整された光路に沿ってキャプチャされ、第 2 の光学サンプルは第 1 の光学サンプルからサブピクセル オフセット以下だけオフセットされます。

レンズに実装する必要がある光学式手ぶれ補正とは異なり、iOSデバイスは現在、ソフトウェアベースの手ぶれ補正を採用しています。電子式手ぶれ補正(EIS)とも呼ばれるこの技術は、数枚(4枚)の画像を連続して撮影し、それらを合成することで、撮影中にデバイスが揺れた際に発生するぼやけやその他のアーティファクトを軽減します。

AppleInsiderは次のように説明しています。

物理的な手ブレ補正は通常、ソフトウェアベースのソリューションに比べて高画質を実現します。デジタル手ブレ補正技術は、画像の境界外のピクセルから手ブレを補正したり、複雑なマッチングアルゴリズムに写真を通したりすることで手ブレを補正しますが、OISはカメラの部品を物理的に動かすことで手ブレを補正します。 

連続した画像サンプルを撮影しながら、高精度アクチュエータがカメラモジュールを光路に沿って、つまり地平線または画像平面にわたってサブピクセル単位で傾けます。

いくつかの実施形態では、複数のアクチュエータを専用に使用してピッチとヨーの両方を同時にシフトさせることができます。あるいは、OISシステムは、撮像モジュール上のレンズ要素を移動させることもできます。 

複数の写真をバースト撮影し、それらを合成して超解像写真を作成するには、かなりの処理能力が必要であることは指摘しておくべきでしょう。そのため、Appleは自社設計の64ビットA7プロセッサを念頭に置いてこの機能を設計したことが明らかです。

Appleの特許(超解像イメージング002)

A7は、A5チップで初めて導入された機能である、大幅に改良されたオンボード画像処理プロセッサを搭載しています。iPhone 5sのバーストモードで、フル解像度の画像を1秒間に10枚撮影すると、その威力がはっきりと分かります。

iPhone 5/5c にはハードウェア アクセラレーションによるバースト モードがないため、この端末では 1 秒あたりせいぜい数枚の写真しか撮影できません。

iPhone 4s以降、Appleはメガピクセル競争をほとんど無視してきました。代わりに、既存の8メガピクセルセンサーを改良することでiPhoneの画像処理能力を向上することを選択し、より広い絞り、強化されたレンズサブシステム、より洗練されたCMOSセンサー、より大きなカメラピクセル、高度なソフトウェアベースの後処理など、様々なカメラ機能を追加してきました。

噂の大半は、次期iPhoneが8メガピクセルセンサーを維持することを示唆しているようです。もし噂が現実になれば、iPhone 6のカメラはより明るいf/1.8の絞り値になり、ソフトウェアベースの手ぶれ補正機能によって、より鮮明な写真が撮れるようになるでしょう。

ESMチャイナのアナリスト、孫昌旭氏によれば、この端末には、4年前のiPhone 4と同様に、より多くの光を捉えるために、それぞれ1.75マイクロメートルのより大きなCMOSピクセルが搭載されるという。

比較すると、iPhone 5s のカメラのピクセルサイズは 1.5 マイクロメートルです。

Milawo
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