キヤノンの新しいHDRカメラセンサーは、たった1回の撮影で複数の露出を撮影できる

キヤノンの新しいHDRカメラセンサーは、たった1回の撮影で複数の露出を撮影できる

現時点では、フレーム全体で照明条件が大きく異なる場合にHDR画像を撮影する方法は実質的に1つしかありません。つまり、露出の異なる複数の写真を撮影し、それらの画像から適切な露出の領域を組み合わせて最終的な合成画像を作成するという方法です。しかし、キヤノンの新しいセンサーでは、センサーの異なる領域で複数の露出設定が可能になるため、この方法はすぐに廃止される可能性があります。

現代のスマートフォンのカメラのほとんどは、ハイダイナミックレンジ(HDR)画像の作成プロセスを完全に自動化しています。シャッターを1回押すだけで一連の画像を素早く撮影し、インテリジェントな画像処理によってそれらを自動的に合成し、撮影したすべての画像が適切な露出で表示される最終画像を作成します。デジタルカメラでも、露出ブラケット撮影やポストプロダクションの自動ソフトウェアによって、ある程度の自動化が可能です。

この方法でHDR画像を撮影するには、被写体が複数の露出間で動かないこと、そして撮影後に自動的に合成画像を生成するための十分な処理能力など、かなりコントロールされた条件が必要です。キヤノンの新しいセンサーは、こうした制限をすべて取り除きます。

露出の異なる画像を連続して撮影する代わりに、新しい12.6MP(4,152 x 3,024)1インチ裏面照射型積層CMOSセンサーは、736の小さな領域に分割され、各領域が大きなフレームの小さな部分を異なる露出で撮影します。現在のカメラセンサーの仕組みでは、露出はすべてのピクセルに対してグローバル設定ですが、このセンサーでは、光の不足や過剰に応じてセンサーの異なる領域を調整できます。

従来型のセンサーを搭載したカメラで撮影した、画像の一部を露出オーバーまたは露出不足にした駐車場から出る車の画像 (左、中央) と、キヤノンの新しい画像センサーで撮影した、フレーム全体を適切に露出した車の画像 (右) の比較。
従来のセンサーを搭載したカメラで撮影した、一部が露出オーバーまたは露出アンダーになる駐車場から出る車の画像(左、中央)と、キヤノンの新しいイメージセンサーで撮影した、フレーム全体が適切に露出する車の画像(右)。画像:キヤノン

キヤノンは当初、このセンサーを防犯カメラなどの産業用途向けに開発しましたが、この新しいアプローチの有用性を示す好例です。駐車場から出ようとしている途中の車の画像を撮影するのは非常に困難です。車の前部は明るい太陽光に照らされている一方で、後部はまだ影に覆われているからです。

従来のカメラ技術では、判読可能なナンバープレートとドライバーの姿を含む車両全体の露出を適切に確保した画像を撮影するには、多重露光撮影が不可欠です。しかし、キヤノンの新しいセンサーは、専用の画像処理CPUと連携し、センサーの736領域すべてに対して同時に露出を計算し、設定することで、車両のあらゆる部分が適切に露出された画像を生成します。また、このシステムは最大60フレーム/秒の動画撮影を可能にする高速性を備えています。

一度に複数の露出を処理できるセンサーのもう一つの利点は、移動するデータ量が大幅に削減されるため、バックエンドのハードウェア要件に関して、潜在的にコスト効率が向上することです。繰り返しになりますが、この技術は主に産業用途で活用されますが、このようなセンサーが最終的に民生用デバイスに搭載され、カメラの自動露出機能を完全に操作しやすいものにするであろうことは容易に想像できます。

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