? ? ? ?相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍可以理解為是一個(gè)場(chǎng)景中的音調(diào)范圍，可以用足夠的對(duì)比度和良好的信噪比再現(xiàn)。相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍通常受到光斑的限制，光斑是圖像中的雜散光，主要由鏡頭元素之間的反射引起。閃光通過(guò)模糊圖像降低動(dòng)態(tài)范圍；也就是說(shuō)，在黑暗區(qū)域沖洗細(xì)節(jié)。這是相機(jī)（包括鏡頭）的動(dòng)態(tài)范圍低于圖像傳感器的主要原因，對(duì)于最近的hdr（高動(dòng)態(tài)范圍，現(xiàn)在的智能手機(jī)上有HDR開啟按鈕）傳感器，圖像傳感器的動(dòng)態(tài)范圍可以高達(dá)150db（3000萬(wàn)：1）。

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? ? ? ?理論上，測(cè)試圖圖像中的閃光可能會(huì)被設(shè)備誤認(rèn)為是測(cè)試圖的圖像，從而導(dǎo)致夸大的動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量。在2019年我們發(fā)現(xiàn)了發(fā)生這種錯(cuò)誤的實(shí)際圖像。通過(guò)對(duì)這些圖像的研究，開發(fā)了一些技術(shù)來(lái)防止由耀斑光引起的信噪比測(cè)量值的夸大。我們認(rèn)識(shí)到一些客戶可能實(shí)際上更喜歡夸張的測(cè)量，因?yàn)樗麄儺a(chǎn)生的HDR數(shù)字有時(shí)超過(guò)120分貝，接近HDR傳感器的規(guī)格，在銷售中非常的有利。當(dāng)消除了耀斑光的影響時(shí)，減少（但實(shí)際）的dr測(cè)量可能會(huì)使其中一些客戶感到不舒服。
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XYLA
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? ? ? ?耀斑光可以用xyla圖的圖像來(lái)說(shuō)明，xyla圖是一個(gè)準(zhǔn)確的hdr測(cè)試圖，具有線性結(jié)構(gòu)，由21個(gè)灰度斑組成，光密度階躍為0.3。這張圖片來(lái)自一個(gè)低成本的“黑匣子”相機(jī)。上面的橫截面圖，由圖像統(tǒng)計(jì)模塊制作，是在xyla圖像的中心。耀斑在圖像中是最明顯的，在最亮斑左側(cè)的橫截面圖中是衰減的。xyla圖像（來(lái)自同一圖像；下部變亮）和相應(yīng)的橫截面圖下面的橫截面是在活動(dòng)圖表圖像的外面（下面）拍攝的，上面顯示的是變亮的，以使耀斑光更加可見。圖表右側(cè)像素級(jí)別的變化（x在800到1600之間）是由左側(cè)最亮的斑點(diǎn)擴(kuò)散的耀斑光引起的。

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XYLA_results_showing? ?xyla圖像（上圖）顯示強(qiáng)色調(diào)映射的結(jié)果

? ? ? ?這張圖像有很強(qiáng)的局部色調(diào)映射，導(dǎo)致測(cè)量到的伽馬值異常低（而且不是很有意義），為0.148。信噪比以一種不尋常的方式變化，因?yàn)樗幌駛鹘y(tǒng)的線性圖像傳感器那樣單調(diào)下降。這表明使用了具有多個(gè)工作區(qū)域的hdr圖像傳感器。由于圖像存在明顯的桶形失真，區(qū)域選擇困難。對(duì)比度分辨率圖表更易于使用，并且在存在色調(diào)映射的情況下提供了更好的系統(tǒng)性能指示。

? ? ? ?如果耀斑光再差一點(diǎn)，就很容易被誤認(rèn)為是圖本身發(fā)出的信號(hào)，從而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量錯(cuò)誤。閃光可能非常復(fù)雜。它可以增加圖像的偏移量（通常稱為“模糊眩光”），這很難與圖像處理管道中的黑色水平偏移量區(qū)分開來(lái)。大部分時(shí)間它是最大的近亮斑，然后隨著距離這些斑的距離而減小。下降率很少是一個(gè)表現(xiàn)良好的指數(shù)。

? ? ? ?透鏡反射是產(chǎn)生中程耀斑光的主要原因。未鍍膜玻璃表面（折射率1.5）反射入射光的R=4%=0.04。（一塊玻璃或一個(gè)透鏡組件有兩個(gè)表面）對(duì)于表面和光源之間的每個(gè)玻璃表面，初級(jí)反射（原始入射光的r2）的一小部分r被反射回圖像傳感器。這稱為二次反射。由于大多數(shù)透鏡表面都是彎曲的，因此光線將不聚焦；也就是說(shuō)，它將傾向于使圖像的一部分起霧。根據(jù)edmund optics的研究，最佳的抗反射涂層在可見光譜（約400-700nm）上的r 0.4%=0.004。對(duì)于合理的入射角范圍，r=0.005可能更為現(xiàn)實(shí)。從每個(gè)二次反射反射回傳感器的光為r2=0.000025=2.5*10-5=-92db（20*log10（r2））。二次反射的數(shù)目nsec隨著透鏡中的組分m（組分粘合在一起，每個(gè)組分有兩個(gè)空氣-玻璃表面）的數(shù)目而迅速增加：1:1組分；6:2組分；15:3組分；28:4組分；45:5組分等等。

計(jì)算公式
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? ? ? ?M=5組件是高質(zhì)量照相手機(jī)的典型組件；M≥12組件是DSLR變焦鏡頭的常見組件?？偟膩?lái)說(shuō)，由于雜散光不覆蓋整個(gè)圖像，透鏡光斑的嚴(yán)重程度低于二次反射的次數(shù)；它隨著與明亮區(qū)域的距離而減小。很容易理解為什么實(shí)際的相機(jī)dr測(cè)量限制在70-90db左右，即使傳感器dr要高得多。

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劣質(zhì)相機(jī)的對(duì)比度分辨率圖像的圖像統(tǒng)計(jì)橫截面，顯示由紅色箭頭指示的空間變化光斑

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? ? ? ?閃光的主要特征是圖像中從明亮區(qū)域擴(kuò)散的黑暗區(qū)域的光線。這種漫射光可能與實(shí)際的圖表信號(hào)（特別是線性圖表）混淆，從而導(dǎo)致夸大（過(guò)于樂觀）的dr測(cè)量。此外，增加耀斑光（這可能是由較差的，即較便宜的透鏡涂層造成的）通過(guò)使圖像的陰影區(qū)域起霧來(lái)降低實(shí)際dr，但可能導(dǎo)致dr測(cè)量值的增加。因此，需要區(qū)分偽影信號(hào)、耀斑信號(hào)和真實(shí)信號(hào)。由于文章內(nèi)容較多，所以分為兩節(jié)來(lái)講解。