极暗光条件下的手持移动摄影

在低光照下使用手机拍摄具有挑战性，且很少能产生令人满意的结果。除了由读出噪声和光子散粒噪声所施加的物理限制外，这些相机通常是手持的，具有小光圈和小传感器，使用难以冷却的量产模拟电子器件，并且常用于拍摄移动的被摄体，如儿童和宠物。在本文中，我们描述了一个在低至 0.3 lux 的光照下拍摄干净、清晰、彩色照片的系统，而在该光照下人类视觉变为单色且模糊。为了允许无闪光灯照明的手持摄影，我们捕获、对齐并合并多帧。我们的系统采用“运动测光”，其利用运动幅度估计（无论源于手抖还是运动物体）来确定帧数与每帧曝光时间，以共同最小化连拍捕获中的噪声与运动模糊。我们使用专为高噪声图像设计的鲁棒对齐与合并技术来组合这些帧。为了在此低光下确保准确色彩，我们采用基于学习的自动白平衡算法。为防止照片看起来像在日光下拍摄，我们使用受错觉绘画启发的色调映射技术：增加对比度、将阴影压至黑色、并用黑暗包围场景。所有这些处理均使用移动设备有限的计算资源完成。我们的系统可供新手摄影师基于单次快门按压在几秒内生成可分享的图片，即使在人类无法看清的昏暗环境中亦可。