Bildstabilisering är en teknik som används inom fotografering och filmning som minskar suddighet eller skakning av bilder på grund av kamerarörelser . Inom fotografering är syftet med en stabilisator att utöka möjligheterna att fotografera utan stativ eller annat stöd under svaga ljusförhållanden när långa exponeringar krävs . I film och tv används stabilisatorer för att minska bildskakningar som är oundvikliga när kameran rör sig i händerna på en kameraman eller på ett fordon.
Digital bildstabilisering är en bildbehandlingsteknik inom videoteknik som gör det möjligt (utöver att kompensera för kamerarörelser) att helt eller delvis kompensera för rörelsen av ett av objekten i bilden och förbättra bildkvaliteten på grund av mindre suddighet av viktiga scendetaljer .
Bildstabilisator är den allmänna termen för alla delar av en kamera som utför bildstabilisering.
Alla kända stabiliseringssystem är uppdelade i aktiva och passiva. De förra inkluderar gyrostabilisatorer och mekaniska dämpare som stabiliserar kamerans position i rymden, såsom Steadicams , specialplattformar och panoramahuvuden [1] . Passiva system är baserade på optisk eller digital kompensation för förskjutningen av den faktiska bilden i förhållande till ljusmottagarens yta, eller på förskjutningen av själva matrisen efter den förskjutande bilden.
Möjligheterna hos bildstabiliseringssystem är begränsade. Enligt de mest optimistiska uppgifterna är vinsten i mängden tillåten exponering 8-16 gånger (3-4 exponeringssteg) [2] [3] [4] .
I ett antal fall kan dock automatisk stabilisering vara extremt användbar, vilket gör att du kan öka slutartiden med samma 3-4 steg och lugnt fotografera handhållen under sådana ljusförhållanden och vid sådana brännvidder på objektivet, när ett stativ skulle behövas utan stabilisator. Dessutom gör ibland stabilisering det möjligt att undvika en "tvingad" ökning av matrisens känslighet, vilket leder till en ökning av ljudnivån .
Teknologier har funnit tillämpning inom fotografering , videofilmning , i utformningen av astronomiska teleskop, kikare. Stabilisering är av största vikt vid fara för kamerarörelser vid fotografering, vid en långsam slutartid och en betydande brännvidd på objektivet. I videokameror orsakar kamerarörelser en synlig bildruta till bildruta. Inom astronomi orsakar utrustningsstötar linsoscillationer, vilket orsakar problem med att registrera objekts position på grund av bildförskjutningar från den nominella positionen på fokalplanet.
Bildstabilisatorer är optiska, med en rörlig matris och elektroniska (digitala).
Kameran har inbyggda speciella sensorer som fungerar enligt principen om gyroskop eller accelerometrar . Dessa sensorer bestämmer konstant kamerans rotationsvinklar och rörelsehastighet i rymden och ger kommandon till elektriska ställdon som avleder linsens eller matrisens stabiliserande element. Med elektronisk (digital) bildstabilisering räknas kamerans vinklar och rörelsehastigheter om av processorn, vilket eliminerar förskjutningen.
1994 introducerade Canon en teknik som heter OIS ( engelsk Optical Image Stabilizer - optisk bildstabilisator). Linsens stabiliserande element, som är rörligt längs de vertikala och horisontella axlarna, avböjs av den elektriska drivningen av stabiliseringssystemet genom kommandon från gyroskopiska sensorer så att projektionen av bilden på filmen (eller matrisen) helt kompenserar för kameravibrationer under exponering [5] . Som ett resultat, vid små amplituder av kameravibrationer, förblir projektionen alltid stationär i förhållande till matrisen, vilket ger bilden den nödvändiga klarheten. Närvaron av ett extra optiskt element minskar dock objektivets bländarförhållande något.
Optisk stabiliseringsteknik har tagits upp av andra tillverkare och har visat sig väl i en rad teleobjektiv och kameror ( Canon , Nikon , Panasonic ). Olika tillverkare kallar deras implementering av optisk stabilisering på olika sätt:
För filmkameror är optisk stabilisering den enda tekniken för att bekämpa "skakning", eftersom själva filmen inte kan flyttas som en digitalkameramatris.
Speciellt för digitalkameror har Konica Minolta utvecklat stabiliseringsteknik ( engelsk Anti-Shake - anti-shake), som först användes 2003 i Dimage A1-kameran. I detta system kompenseras kamerans rörelse inte av det optiska elementet inuti linsen, utan av dess matris , fixerad på en rörlig plattform.
Objektiv blir billigare, enklare och mer pålitliga, bildstabilisering fungerar med vilken optik som helst. Detta är viktigt för SLR-kameror som har utbytbara objektiv. Matrix-shift-stabilisering, till skillnad från optisk stabilisering, introducerar inte förvrängningar i bilden (kanske, förutom de som orsakas av ojämn objektivskärpa) och påverkar inte objektivets bländare. Samtidigt anses matrisskiftstabilisering vara mindre effektiv än optisk stabilisering.
Med en ökning av objektivets brännvidd minskar effektiviteten hos Anti-Shake: vid långa fokuseringar måste matrisen röra sig för snabbt med för stor amplitud, och den slutar helt enkelt att hänga med i den "gäckande" projektionen.
Dessutom, för hög noggrannhet, måste systemet känna till det exakta värdet på objektivets brännvidd, vilket begränsar användningen av gamla zoomobjektiv, och fokuseringsavståndet på nära håll, vilket begränsar dess arbete vid makrofotografering.
Rörelsematrisstabiliseringssystem:
Det finns också EIS ( Eng. Electronic (Digital) Image Stabilizer - elektronisk (digital) bildstabilisering). Med denna typ av stabilisering tilldelas cirka 40 % av pixlarna på matrisen bildstabilisering och deltar inte i bildbildningen. När videokameran skakar "flyter" bilden på matrisen och processorn fångar dessa fluktuationer och gör en korrigering med hjälp av reservpixlar för att kompensera för bildskakningen. Detta stabiliseringssystem används ofta i digitala videokameror , där matriserna är små (0,8 Mp, 1,3 Mp, etc.). Den har en lägre kvalitet än andra typer av stabilisering, men är i grunden billigare, eftersom den inte innehåller ytterligare mekaniska element.
Det finns tre typiska driftlägen för bildstabiliseringssystemet: singel eller personal ( endast engelska fotografering - endast vid fotografering), kontinuerlig ( engelska kontinuerlig - kontinuerligt) och panorering ( engelsk panorering - panorering).
I singelläget aktiveras stabiliseringssystemet endast under exponeringens varaktighet, vilket teoretiskt sett är mest effektivt, eftersom det kräver de minsta korrigerande rörelserna.
I kontinuerligt läge arbetar stabiliseringssystemet konstant, vilket gör det lättare att fokusera under svåra förhållanden. Effektiviteten hos stabiliseringssystemet i detta fall kan emellertid visa sig vara något lägre, eftersom korrigeringselementet redan vid exponeringstillfället kan vara förskjutet, vilket minskar dess justeringsintervall. Dessutom förbrukar systemet mer ström i kontinuerligt läge, vilket resulterar i snabbare batteriurladdning .
I panoreringsläge kompenserar stabiliseringssystemet endast för vertikala svängningar.
I september 2012 var världens första mobiltelefon för optisk bildstabilisering (OIS) smartphonen Nokia Lumia 920 .
1.Optisk
2.Digital