像素偏移

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像素偏移 （Pixel Shift，也譯作像素位移）是一種輔助提升成像畫質的技術，用於數碼成像獲得更好的色彩解析度，或生成獲得超解析度圖像。

## 原理與實現

### 原理

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像素偏移具有兩種特定的實現，而其對應的原理並不相同。像素與像素之間存在間隙，而傳感器無法捕捉這其中的信號，在亞像素（Sub Pixel）範疇內，進行資訊採集，用於補充圖像，可以使最終獲得圖像，得到比傳感器本身更高的解析度。而就拜耳傳感器結構而言，其固有的限制在於單一亞像素位置只能獲得R、G、B其中一種色彩光線的資訊，在合成中損失了其他部分；如果復用這些位置，則可以獲得較高色彩解析度的圖像，同時也可以抑制摩爾紋。

額外資訊的採集，可以通過布置多傳感器，或是單一傳感器位移後多張拍攝併合成實現；後者通常利用了相機上配置的傳感器防抖機構實現，這也是「像素位移」這一名稱的由來。

### 技術實現

在數碼攝影早期，受限於單塊傳感器像素數限制，通常會採用空間多塊圖像傳感器，邏輯上偏移亞像素單位，以獲得畫質提升。這類排布與3CCD技術存在交集，故往往一同使用。1995年，由美能達與愛克發聯合開發的RD-175即為應用像素偏移式分布的單眼相機。

在早期的高畫質製作中，受限於圖像傳感器成本或產能，流行的做法是在3CCD結構中，採用單塊解析度為較低的傳感器，彼此錯開像素，由機內插值合成全高畫質影像。例如松下的HVX200，使用三片960x540傳感器；索尼的HDV採用三片960x1080傳感器。

利用單塊傳感器位移後，進行多幀拍攝合成的技術，則利用了出現在數位相機上的防抖機構，利用移動傳感器補償進行防抖的分支。

首先做出實踐的是哈蘇，其在2008年推出的H3DII-39 MS上首先推出，MS即代表「Multi-Shot」，這一模式下，會輪換RGB亞像素位置進行拍攝，最終同樣生成39MP圖像，但具有更好的圖像解析度。2011年的哈蘇H4D-200 MS，將這一功能擴展到超解析度獲取，可以以50MP的傳感器，移動並拍攝6張，實現200MP輸出。

2015年，賓得與奧林巴斯分別在自己的相機產品上配置像素位移功能，代表作分別是K3 II與E-M5 MarkII，各自的實現也分別是更好的色彩解析度與更高的像素輸出。在此之後，索尼、松下以及徠卡公司紛紛在自己的數位相機中加入該功能。

由於應用到防抖組件，也有玩家將該功能戲稱作「搖搖樂」。

由於從成像機理上說，現今的顯微鏡與望遠鏡也有採用傳感器成像，本質上來說是一類特殊用途的數位相機，故也可以應用到像素偏移技術，例如徠卡的DMC6200，而例如奧林巴斯公司，其將應用在自己顯微鏡上的技術命名為OSR，並設立了專門的介紹頁面，號稱可以圖片光學衍射極限，獲得水平清晰度120nm的圖像。

除了內置功能，一些愛好者也將應用可能拓展到所有相機。由於手持拍攝時，天然具有輕微的位移，在此條件下拍攝多張，之後以軟體進行對齊疊加處理，以獲得解析度收益。這一應用可能也迅速在手機攝影上得以實施，由於相對受限的傳感器及鏡頭模組配置，以及較為強力的計算處理能力，使得這一領域對於計算攝影相關的提升十分有興趣，2015年即出現了可以輸出4倍解析度（32MP）的應用Hydra；在2018年，Google在Pixel 3世代手機上配置了單枚後置攝像頭，但依然以超解析度方式，於Google Camera內提供了長焦拍攝功能，稱作「Super Res Zoom」，即以此實現，次年，該研究於SIGGRAPH 2019發布。

## 應用

### 消費級數位相機

不同廠商和相機之間，實現不同。賓得偏向於輸出等像素高色深的照片，奧林巴斯則一貫致力於輸出四倍像素。而機能差異也導致了差別，有的機器，如索尼，無法完成機內處理，需要打包保存在存儲卡，等待後續處理；奧林巴斯和松下可以完成機內合成，也保留以電腦後制的可能。

在拍攝題材方面，通常集中限制在靜物；但松下公司的S1系列，提供了動體識別，可以在拍攝合成中識別運動物體，而不進行疊加，以免產生虛影。雖然其間使用電子快門，但現今多數拍攝仍不支持閃光燈。

廠商｜相機名稱｜發布年份｜傳感器像素｜輸出像素

哈蘇Hasselblad｜H3DII-39 MS｜2008｜39MP｜39MP

哈蘇Hasselblad｜H3DII-50 MS｜2009-11｜50MP｜50MP

哈蘇Hasselblad｜H4D-50 MS｜2010-05｜50MP｜50MP

哈蘇Hasselblad｜H4D-200 MS｜2011-05｜50MP｜200MP

哈蘇Hasselblad｜H5D-200 MS｜2014-08｜50MP｜200MP

哈蘇Hasselblad｜H6D-400C MS｜2018-10｜100MP｜400MP

奧林巴斯 Olympus｜E-M5 MarkII｜2015-02｜16MP｜64MP

奧林巴斯 Olympus｜PEN-F｜2016-01｜20MP｜80MP

奧林巴斯 Olympus｜E-M1 MarkII｜2016-12｜20MP｜80MP

奧林巴斯 Olympus｜E-M1 X｜2019-01｜20MP｜80MP 手持模式50MP

奧林巴斯 Olympus｜E-M5 Mark III｜2019-10｜20MP｜80MP

奧林巴斯 Olympus｜E-M1 Mark III｜2020-02｜20MP｜80MP 手持模式50MP

賓得 Pentax｜K3 II｜2015-04｜24MP｜24MP

賓得 Pentax｜K1｜2016-02｜36MP｜36MP

賓得 Pentax｜K70｜2016-06｜24MP｜24MP

賓得 Pentax｜KP｜2017-01｜24MP｜24MP

賓得 Pentax｜K1 II｜2018-02｜36MP｜36MP

賓得 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

徠卡Leica｜SL2｜2019-11｜47MP｜187MP

徠卡Leica｜SL2-S｜2020-12｜24MP｜96MP

富士膠片Fijifilm｜GFX100｜2019-062020-11、｜102MP｜400MP

富士膠片Fijifilm｜GFX100S｜2021-01｜102MP｜400MP

- 理光GR III機型，其開發階段披露時間為2018年9月的Photokina，但實際售賣在2019年3月。
- 富士膠片的GFX100於2019年6月售賣，但像素位移合成功能在2020年11月追加，同時還推出了專屬支持程序「Pixel Shift Combiner」。

## 智慧型手機

以Hydra為代表的app可以實現高解析度輸出，通常在8MP的iOS設備上，實現生成32MP圖像。

而Google相機在2018年更新，伴隨Pixel 3提供了Super Res Shot，彌補了沒有配置長焦鏡頭的缺憾。

## 命名

不同廠商於不同地區，可能使用不相同的命名，以下為部分命名：

廠商｜英語｜日語｜簡體中文｜繁體中文

哈蘇｜Multi Shot

奧林巴斯｜High Res Shot｜ハイレゾショット｜高解析度拍攝

賓得｜Real Resolution｜超解像技術英文轉譯：リアル・レゾリューション・システム｜像素偏移解析度系統

索尼｜Pixel Shift Multi Shooting｜ピクセルシフトマルチ撮影｜像素轉換多重拍攝｜像素偏移多重拍攝

松下｜高解像撮影モード｜高解析度模式

徠卡｜multishot mode