日本公共广播机构NHK的科学技术研究实验室STRL正在进行沉浸式媒体的研究和开发，旨在为用户提供更加逼真的沉浸式体验。沉浸式媒体可以呈现3D全息影像，这将要求更高质量的成像技术。而在构建一个作为传统技术延伸的成像系统时，有必要开发一种能以高分辨率和高帧率工作的图像传感器，但由于受像素信号读出速度和一些其他因素的限制，这样的图像传感器并不容易实现。另外，在拍摄快速移动的物体时，比起高分辨率配合常规帧率的拍摄，利用较低分辨率和高帧率进行拍摄能获得更好的图像质量（主观图像质量）。为此，NHK STRL正在研究场景自适应成像技术，它作为下一代成像技术，能够根据拍摄场景来实现最佳的图像拍摄。

1.场景自适应成像技术

传统的成像技术对整个画面均使用相同的成像条件，比如相同的分辨率、帧率、曝光时间等。而场景自适应成像技术允许摄像机识别被摄物体的运动速度和亮度，为图像传感器的每个小区域指定适合的成像模式（图1）。比如，以高分辨率和标准帧率（基本模式）来拍摄具有精细图案的主体，而以四倍帧率（高速模式）和1/2的分辨率来拍摄快速移动的主体。另外，还可以根据被摄物体的亮度来自适应调整快门速度和帧率以实现主观图像质量的改进。

图1 利用场景自适应成像技术来拍摄图像

2.区域控制图像传感器

场景自适应成像技术可以根据拍摄场景的特点来确定最合适的摄像模式，并为图像传感器的每个区域指定成像模式（图2）。为此，STRL的研究人员开发了一种像素数为1024x1088的区域控制图像传感器，它可以为272个划分好的图像采集区域指定不同的成像模式。在成像实验中，传感器的右半边屏幕被设置为基本模式（1倍分辨率，60帧/秒的帧率），左半边屏幕被设置为高速模式（1/2倍分辨率，240帧/秒的帧率）。实验结果表明，虽然高速模式下的分辨率比基本模式低，但是其更高的帧率使钟摆的运动模糊^[1]得到了改善（图3）。

图2 场景自适应成像技术的机制

图3左半边屏幕设置为高速模式，右半边屏幕设置为基本模式时的分辨率和运动模糊的比较

未来，NHK STRL将致力于提高图像传感器的分辨率，并进一步开发能够捕获具有合适分辨率图像的场景自适应成像系统。

[1]运动模糊：景物图像中由于移动产生的模糊效果，通常会在长时间曝光或场景物体快速移动的情况下出现。