Стабилизация изображения (IS) – семейство технологий используемых для снижения/удаления эффекта размытия вызванного движением камеры в течении экспозиции/съёмки. Используется в бинокулярных оптических системах, фото-видео и астрономической аппаратуре. В фотокамерах проблема размытия изображения вызывается, прежде всего, скоростью срабатывания затвора или объективами с большим фокусным расстоянием (телеобъективы). В видеокамерах в результате небольших, естественных при удержании в руках, сотрясениях, заметно колебание изображения от кадра к кадру в видеоматериале. В астрономии колебание объектива дополняется различными атмосферными явлениями, что вызывает визуальное изменение положения объекта наблюдения при фактическом его (изменении) отсутствии.
На настоящий момент существует два основных направления решения задачи по стабилизации изображения: оптическая стабилизация и цифровая.
Оптическая стабилизация изображения
Наиболее часто используемые аббревиатуры: OIS, IS или OS. Используется механизм, встроенный в видео- или фотокамеру, который в процессе съёмки варьирует оптический путь к сенсору. Механизм стабилизации может быть встроен либо в собственно объектив, либо в сам корпус устройства, управляя перемещением сенсора как окончательной точки оптического пути. Ключевым моментом в системах оптической стабилизации является то, что изображение, спроектированное на сенсор, подвергается стабилизации, прежде чем быть сконвертированным в цифровой вид.
Различные компании используют различные названия для принципиально одинаковых технологий оптической стабилизации:
- Canon - Image Stabilization (IS);
- Nikon - Vibration Reduction (VR);
- Sony Cyber-Shot - Optical SteadyShot;
- Panasonic и Leica – MegaOIS;
- Sigma - Optical Stabilization (OS);
- Tamron - Vibration Compensation (VC);
- Pentax - Shake Reduction (SR).
И подробнее о системах оптической стабилизации реализованных в объективах.
Компании Nikon и Canon используют в своих объективах плавающие/подвижные элементы, которые, используя электромагнетические силы, перемещаются ортогонально оптической оси объектива. Вибрация камеры обнаруживается посредством двух пьезоэлектрических ангулярных сенсоров (часто именуемых гироскопическими сенсорами). Один из сенсоров обнаруживает горизонтальное перемещение, другой же ответственен за вертикальную плоскость. В результате изображение может быть стабилизировано только в пространстве вверх-вниз, вперёд-назад, при вращении же относительно оптической оси эта система не работает, что впрочем, вряд ли можно признать существенным недостатком.
Некоторые из последних объективов компании Nikon имеют режим «Active Mode» предназначенный для съёмки с движущегося автомобиля или катера, в этом режиме могут корректироваться гораздо более значительные колебания, чем в имеющемся на этих же объективах режиме «Normal Mode».
Некоторым недостатком является то, что такая система стабилизации постоянно «тянет» электроэнергию из батарей. В некоторых последних моделях впрочем предусмотрено автоматическое отключение стабилизации.
Цена таких систем весьма высока, тем более что при покупке нового объектива фактически вновь приходится платить за систему стабилизации.
Системы оптической стабилизации основанные на движении/смещении сенсора (sensor-shift)
Эта технология используется фирмами: Sony, Pentax. Opympus, Fujifilm, Pentax, Samsung, Casio Exilim и Ricoh Caplio. Принцип основан на перемещении собственно сенсора для компенсации сотрясений камеры.
Преимущество этой технологии в том, что она совершенно независима от объектива, позволяет сам объектив сделать проще и легче и в целом обходится гораздо дешевле, чем основанные на стабилизации объектива системы.
Главным недостатком подобных систем является то, что в видоискателе изображение не стабилизируется, что может вызвать некоторые неудобства. Впрочем, это не касается камер использующих электронные видоискатели.
Встроенные в корпус системы стабилизации требуют объективы с большим световым кругом, т.е. объективы, проецирующие на сенсор большой световой круг. Это необходимо для нормальной работы системы, так как сенсор в процессе стабилизации достаточно существенно смещается.
Цифровая стабилизация изображения
Увы, настоящую цифровую систему стабилизации изображения имеют лишь некоторые видеокамеры. Эта технология смещает кадры, компенсирую собственное движение камеры. Для реализации стабилизации используются пиксели находящиеся вне поля кадра и которые представляют собой буфер изображения. Эта технология позволяет удалить вибрации видео материала и улучшить качество фотографий, последнее улучшается посредством увеличения длительности экспозиции достижимой посредством снижения эффекта смазывания/блёра.
К сожалению, не смотря на утверждения многих производителей что их камеры оснащены системами цифровой стабилизации изображения, на деле в этих камерах реализован лишь режим «sub-optimal image exposure time», позволяющий снизить эффект смазывания при движении камеры но повышающий уровень шума.
Главным недостатком цифрой стабилизации является её недостаточно эффективная работа при среднем и низком уровне освещённости. В реальной жизни реальная цифровая система стабилизации хорошо работает только лишь в течении непродолжительного времени (около полудня).
Стабилизационные фильтры (stabilization filters)
Многие нелинейные системы коррекции используют стабилизационные фильтры способные корректировать изображение отслеживая движение пикселей на нём кадр за кадром. Процесс работы таких фильтров схож с функционированием цифровой стабилизации изображения, но так как принцип решения конечной задачи отличен, то его выделяют в отдельный вид.
Гироскопическая стабилизация корпуса камеры
Используется тогда когда прочие методы не эффективны или недоступны по каким-либо причинам. Для реализации этого метода обычно используются гнездо крепления камеры к треноге. Эффективен при съёмке с движущегося транспорта.
