像素偏移

像素偏移 （，也译作像素位移）是一种辅助提升成像画质的技术，用于数码成像获得更好的色彩分辨率，或生成获得超分辨率图像。

原理与实现
原理
缩略图|350x350像素|left|拜爾式排列的色彩濾鏡，单一位置只能采集单色信息
像素偏移具有两种特定的实现，而其对应的原理并不相同。像素与像素之间存在间隙，而传感器无法捕捉这其中的信号，在亚像素（）范畴内，进行信息采集，用于补充图像，可以使最终获得图像，得到比传感器本身更高的分辨率。而就拜耳传感器结构而言，其固有的限制在于单一亚像素位置只能获得R、G、B其中一种色彩光线的信息，在合成中损失了其他部分；如果复用这些位置，则可以获得较高色彩分辨率的图像，同时也可以抑制摩尔纹。

额外信息的采集，可以通过布置多传感器，或是单一传感器位移后多张拍摄并合成实现；后者通常利用了相机上配置的传感器防抖机构实现，这也是“像素位移”这一名称的由来。

技术实现

在数码摄影早期，受限于单块传感器像素数限制，通常会采用空间多块图像传感器，逻辑上偏移亚像素单位，以获得画质提升。这类排布与技术存在交集，故往往一同使用。1995年，由美能达与爱克发联合开发的RD-175即为应用像素偏移式分布的单反相机。

在早期的高清制作中，受限于图像传感器成本或产能，流行的做法是在3CCD结构中，采用单块分辨率为较低的传感器，彼此错开像素，由机内插值合成全高清影像。例如松下的HVX200，使用三片960x540传感器；索尼的HDV采用三片960x1080传感器。

利用单块传感器位移后，进行多帧拍摄合成的技术，则利用了出现在数码相机上的防抖机构，利用移动传感器补偿进行防抖的分支。

首先做出实践的是哈苏，其在2008年推出的H3DII-39 MS上首先推出，MS即代表「Multi-Shot」，这一模式下，会轮换RGB亚像素位置进行拍摄，最终同样生成39MP图像，但具有更好的图像分辨率。2011年的哈苏H4D-200 MS，将这一功能扩展到超分辨率获取，可以以50MP的传感器，移动并拍摄6张，实现200MP输出。

2015年，宾得与奥林巴斯分别在自己的相机产品上配置像素位移功能，代表作分别是K3 II与，各自的实现也分别是更好的色彩分辨率与更高的像素输出。在此之后，索尼、松下以及徕卡公司纷纷在自己的数码相机中加入该功能。

由于应用到防抖组件，也有玩家将该功能戏称作「摇摇乐」。

由于从成像机理上说，现今的显微镜与望远镜也有采用传感器成像，本质上来说是一类特殊用途的数码相机，故也可以应用到像素偏移技术，例如徕卡的DMC6200，而例如奥林巴斯公司，其将应用在自己显微镜上的技术命名为OSR，并设立了专门的介绍页面，号称可以图片光学衍射极限，获得水平清晰度120nm的图像。

除了内置功能，一些爱好者也将应用可能拓展到所有相机。由于手持拍摄时，天然具有轻微的位移，在此条件下拍摄多张，之后以软件进行对齐叠加处理，以获得分辨率收益 。这一应用可能也迅速在手机摄影上得以实施，由于相对受限的传感器及镜头模组配置，以及较为强力的计算处理能力，使得这一领域对于计算摄影相关的提升十分有兴趣，2015年即出现了可以输出4倍分辨率（32MP）的应用Hydra；在2018年，Google在Pixel 3世代手机上配置了单枚后置摄像头，但依然以超分辨率方式，于Google Camera内提供了长焦拍摄功能，称作「Super Res Zoom」，即以此实现，次年，该研究于SIGGRAPH 2019发布。

应用

消费级数码相机

不同厂商和相机之间，实现不同。宾得偏向于输出等像素高色深的照片，奥林巴斯则一贯致力于输出四倍像素。而机能差异也导致了差别，有的机器，如索尼，无法完成机内处理，需要打包保存在存储卡，等待后续处理；奥林巴斯和松下可以完成机内合成，也保留以电脑后制的可能。

在拍摄题材方面，通常集中限制在静物；但松下公司的S1系列，提供了动体识别，可以在拍摄合成中识别运动物体，而不进行叠加，以免产生虚影。虽然其间使用电子快门，但现今多数拍摄仍不支持闪光灯。

+ 应用像素偏移技术的消费类数码相机厂商相机名称发布年份传感器像素输出像素 哈苏Hasselblad  H3DII-39 MS  2008  39MP  39MP 哈苏Hasselblad  H3DII-50 MS  2009-11  50MP  50MP 哈苏Hasselblad  H4D-50 MS  2010-05  50MP   50MP 哈苏Hasselblad   H4D-200 MS  2011-05   50MP  200MP 哈苏Hasselblad  H5D-200 MS  2014-08   50MP  200MP 哈苏Hasselblad  H6D-400C MS  2018-10 100MP  400MP 奥林巴斯 Olympus  E-M5 MarkII  2015-02  16MP  64MP 奥林巴斯 Olympus  PEN-F  2016-01  20MP  80MP  奥林巴斯 Olympus  E-M1 MarkII  2016-12  20MP  80MP 奥林巴斯 Olympus  E-M1 X  2019-01  20MP  80MP 手持模式50MP 奥林巴斯 Olympus  E-M5 Mark III  2019-10  20MP  80MP 奥林巴斯 Olympus  E-M1 Mark III  2020-02  20MP   80MP 手持模式50MP 宾得  Pentax  K3 II  2015-04  24MP  24MP 宾得 Pentax  K1  2016-02  36MP  36MP 宾得 Pentax  K70  2016-06  24MP  24MP  宾得 Pentax  KP  2017-01  24MP  24MP 宾得 Pentax  K1 II  2018-02  36MP  36MP 宾得 Pentax  K3 III  2021-03  26MP  26MP 理光 Ricoh  GR III  2018-09*2019-03  24MP  24MP 索尼 SONY  α7R III  2017-10  42MP  42MP 索尼 SONY  α7R IV  2019-07  61MP  240MP 索尼 SONY  α1  2021-01  50MP  50MP/200MP 松下Panasonic  G9  2017-11  20MP  80MP 松下Panasonic  S1  2019-02  24MP  96MP 松下Panasonic  S1R  2019-02  47MP  187MP 松下Panasonic  S1H  2019-05  24MP  96MP 松下Panasonic  S5  2020-09  24MP  96MP 徕卡Leica  SL2  2019-11  47MP  187MP 徕卡Leica  SL2-S  2020-12  24MP  96MP 富士胶片Fijifilm  GFX100  2019-062020-11*  102MP  400MP 富士胶片Fijifilm  GFX100S  2021-01  102MP  400MP

 理光GR III机型，其开发阶段披露时间为2018年9月的Photokina，但实际售卖在2019年3月。
 富士胶片的GFX100于2019年6月售卖，但像素位移合成功能在2020年11月追加，同时还推出了专属支持程序「Pixel Shift Combiner」。

智能手机
以Hydra为代表的app可以实现高分辨率输出，通常在8MP的iOS设备上，实现生成32MP图像。

而Google相机在2018年更新，伴随Pixel 3提供了Super Res Shot，弥补了没有配置长焦镜头的缺憾。

命名
不同厂商于不同地区，可能使用不相同的命名，以下为部分命名：

厂商  英语  日语  简体中文  繁体中文 哈苏   Multi Shot  -   -    - 奥林巴斯  High Res Shot  ハイレゾショット  高分辨率拍摄   宾得  Real Resolution    超解像技術英文转译：リアル・レゾリューション・システム   像素偏移分辨率系统   索尼  Pixel Shift Multi Shooting  ピクセルシフトマルチ撮影  像素转换多重拍摄  像素偏移多重拍攝松下   高解像撮影モード   高分辨率模式  徕卡 multishot mode  -   -  -

参考与引用

Category:數位攝影
Category:图像处理