像素偏移

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像素偏移 （Pixel Shift，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

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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（Sub Pixel）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3CCD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E-M5 MarkII，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。

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｜超解像技术英文转译：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｜像素偏移多重拍摄

松下｜高解像撮影モード｜高分辨率模式

徕卡｜multishot mode