开发故事 手抖补偿技术 中文版.doc

【开发故事】手抖动补偿技术（一）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（上）2010/07/21 00:00 打印 E-mail 在机械电子学和电子学的两方面的推动下，相机取得了长足的进步。 “自动曝光”就是其中之一。该技术由影像行业的老厂商德国AGFA于1956年开发。现在被广泛配备在机械相机上，快门速度乃至光圈值都得到了优化。“自动对焦”是1977年由当时的柯尼卡开发成功并应用于实际的技术，该技术迅速实现了普及。该技术被机械相机及摄像机采用后，解除了摄影者对对焦不准的担心。 开始向最近的相机广泛渗透的是对拍摄照片时出现的抖动自动进行补偿的技术。也就是通常所说的“手抖动补偿技术”。该技术于1988年首次配备在个人摄像机上，之后应用范围逐渐向普及价位的摄像机、单反相机及袖珍数码相机拓展。可以说，现在已成为相机的基本功能。 手抖动补偿技术也是机械电子学与电子学相融合所取得的绚丽成果。不过，与这种绚丽形成鲜明对比的是，该技术的普及却是经过众多技术人员脚踏实地日积月累的结果。 手抖动补偿技术”的基本构思诞生于距今天约25年前的1982年。之后在技术上经历数次接力才结出了今天的丰硕成果。多名技术人员经过时间或长或短的开发，使技术走向了成熟，提高了完成度，并逐步扩大了应用范围。 大岛光昭上演接力赛的舞台是在松下电器产业。该公司继在个人摄像机上首次配备手抖动补偿技术之后，又开始研究新的方式，并向数码相机扩展，一直领先竞争厂商一步。 一项发明的开始往往源于意外的事件。手抖动补偿技术也是在大量偶然的积累中诞生的。这要从一位技术人员的夏威夷之行说起 总是抖啊抖的 “啊，太美了。太棒了！” 大岛光昭一边这样说着一边不禁露出了微笑。这也难怪，他此时正在夏威夷。清澈的蓝天和大海，加上温暖宜人的气候。四季皆夏的乐园让任何人都止不住喜笑颜开。 当时正值1982年的夏季休假。在松下电器产业的研究所工作的大岛与同事一起来到夏威夷旅行。当时与如今不同，到海外旅行还不是随意就可实现的事情。大岛忘记了平日的烦忧，尽情地享受着观光乐趣。 “摄像机的情况怎么样？” “正在拍呢，这里太有意思了。” 与同事一起驾车兜风的大岛向拿着摄像机拍摄的同事喊到。当时的摄像机即使是个人消费类产品也是不下50万日元的高价商品。自掏腰包的话可买不起。他们当时借到了公司用于评测的备用品。在20世纪80年代，企业的研究所还是很宽松的。尽管按规定需要提出使用申请，但仍可很容易借到这样的“贵重品”。 “不过总是抖啊抖的。很难拍好啊。看，又抖了。真费劲。” 拍摄车外景色的同事对图像的抖动不断发出抱怨。当时的摄像机在尺寸上相当大，重量也多达数kg。当然，拍摄时需要采取肩扛方式。大岛看到，为了防止图像抖动，同事一直在拼命控制身体的摇晃。 “嗯？” 望着坐在车上进行拍摄的同事，大岛的心头掠过一丝似曾相识的感觉。这种控制身体摇晃的情景，以前好象在哪儿见过 “对了。这不就是回转运动吗！” 大岛发现，抱怨图像抖动的同事，其上半身正在以腰为轴心进行着回转运动。 应该可以使用陀螺仪 【开发故事】手抖动补偿技术（一）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（上）2010/07/21 00:00 打印 E-mail 手抖动的原因在于回转运动大岛在看到同事的动作后联想起回转运动是有原因的。这就是大岛从事过的陀螺仪传感器研发工作。不过，就在他到夏威夷旅行的数月前，该研发在遗憾中停止了。 陀螺仪传感器在掌握回转运动时可发挥巨大威力。当时，作为用于检测角速度的新型器件，备受部件厂商关注。松下电器产业的研究部门从1980年开始着手开发陀螺仪传感器。其契机源于本田于同年上市的汽车导航仪。为了掌握汽车行进方向，作为消费用途，该导航仪首次配备了陀螺仪。 大岛所属的研究小组也以导航仪市场为目标，对陀螺仪传感器技术展开了大力开发。不过，开发过程并不顺利。研究小组力求创新，决定以采用陶瓷材料的振动陀螺仪为实用化目标。与本田采用的气体速率陀螺仪等相比，有望实现更小的尺寸、更低的价格。不过却一直未能获得所希望的性能。尽管当时也试制出了试制品，但经过几番波折，最后研究小组还是被解散了。 “说不定能够成为陀螺仪的一个不错的应用对象。” 陀螺仪开发的中止也许让大岛品尝到了挫折的滋味所以难以释怀。但在发现摄像机抖动的原因就在于回转运动的瞬间，“要将其作为研究课题”的心情不停地涌上他的心头。如果用振动陀螺仪检测出摄像机的角速度，便可掌握抖动量。这样的话，就有望开发出可抑制抖动的新技术。在导航仪用途方面受挫的振动陀螺仪，也许会在其他用途中开花结果。这种想法，让大岛产生了难以抑制的冲动，回国后立即展开了技术方面的探讨。（未完待续，记者：堀切 近史） 手補正技術軌跡 佳能开发出可光学补偿倾斜抖动及平移抖动的影像稳定器技术2009/07/27 00:00 打印 E-mail “倾斜抖动”及“平移抖动”的概念图(点击放大)佳能宣布，开发出了可光学补偿“倾斜抖动”及“平移抖动”两种抖动的影像稳定器（Image Stabilizer）技术“Hybrid IS（混合型影像稳定器）”。并预定2009年内推出配备该技术的单反相机用可换镜头。 平移抖动是指相机与摄影面平行移动的抖动。此对微距拍摄等近距离拍摄使影响较大。Hybrid IS在可检测相机倾斜抖动程度的角速度传感器之外，还加上了可检测平移抖动程度的加速度传感器。采用了结合这两个传感器的信息进行最佳抖动补偿的新型算法。因此，除了普通的抖动补偿之外，对此前很难补偿的微距拍摄等，也可进行有效的抖动补偿。（记者：加纳 征子）以人工肌肉控制抖动 面向相机手机镜头2006/08/11 09:16 打印 E-mail 图1：试制品的外观图2：侧面图图3：分解图。图中间部分为离子交换树脂。4个层状部分（A）增加电压使A向上弯曲，给与之相对的（B）施加正负相反的电压B会向下弯曲。这样产生的位差使镜头倾斜。离子交换树脂之所以弯曲是因为负极具有聚集树脂中水分的性质日本Eamex开发成功了用于手机相机模块的光学式手抖动补偿致动器。与此前的电磁式致动器相比，“不仅薄，而且构造简单、成本低、耗电少”（Eamex）。这种致动器采用的材料是一种人工肌肉，施加电压时具有伸缩性的离子交换树脂。 试制品的外形尺寸为厚1.5mm，直径14mm，非常薄。中心部分配有镜头座。支持镜头座的离子交换树脂伸缩时，镜头倾斜（容量为2MB的MPEG视频）。将这种镜头的倾斜与摄影者的手抖动联系起来就可以避免照片的画质降低。 光学式手抖动补偿构造通常将镜头对准光轴在垂直方向移动。而此次的致动器虽然不进行垂直移动，但“仍然能得到充分的补偿效果和分辨率”（Eamex董事长濑和信吾）。 倾斜范围最大2.9度，速度最大为14.13度/秒。“满足了光学部件厂商所要求的规格”（濑和）。耗电为1535mW。驱动电压为4V。 “在开发自动对焦用的离子交换树脂量产产品过程中，我们大大提高了可靠性。自动对焦用的树脂和手抖动补偿用的树脂在构造上虽不完全相同，但不会产生大的影响”（Eamex濑和）。 Eamex正在寻找可以使用此次的成果进行量产产品开发的企业。除了向量产企业销售致动器外，还考虑提供专利使用授权。（记者：大? 智洋） 可完成6轴方向抖动补偿！NEC新款相机手机2006/06/07 09:16 打印 E-mail NEC已投产拍照时加强了抖动补偿功能的相机手机，并已开始向NTT DoCoMo供货（发布资料）。NTT DoCoMo将把该手机作为“FOMA N902iS”从2006年6月9日开始销售。抖动补偿功能为电子方式。拍照时，在垂直、左右和和前后3轴上，包括各轴的转动方向在内总计支持6轴方向补偿。摄像时，则利用垂直和左右双轴方向进行抖动补偿。由NEC生产、NTT DoCoMo于2005年11月上市的老机型“FOMA N902i”在垂直和左右双轴方向上只在拍照时进行抖动补偿。 FOMA N902iS所配备的摄影元件的记录像素约为400万，有效像素约200万。拍摄时，由摄影元件自动拍摄4幅图像，通过对其进行合成可得到有效像素约200万的图像。通过提取4幅图像的特征点对其进行合成，完成抖动补偿。抖动补偿的步骤和FOMA N902i完全相同。负责一系列抖动补偿处理的相机用DSP也基本上和老产品相同。不过，通过改进图像处理的算法，提高了各轴方向抖动补偿所要求的处理速度，不需对相机用DSP硬件进行改进，即可进行6轴方向的补偿。NEC将此次的抖动补偿功能称“超级数字抖动补偿功能”。（记者：大久保 聪） 【开发故事】手抖补偿技术（二）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（下）2010/07/23 00:00 打印 E-mail 上接本站报道： 【开发故事】手抖动补偿技术（一）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（上）“可以通过振动陀螺仪实现摄像机的抖动补偿。” 无人尝试过的技术 大岛马上开始对公司内的各方面做工作，并着手组织技术研究小组。然而，周围的反应极为冷淡。投入资金以及将该技术定为研究课题的公司方针总也确定不下来。这也难怪，当时由于“手抖补偿”的观点尚未确立，因此其必要性还未被理解。 此前未能发现对发生的抖动进行补偿的适当机构，这也促使公司采取了犹豫不决的态度。当时，普遍认为要想对手抖进行补偿，大体需要2项技术。一项技术是检测手抖量的传感器。这只要重新启动被一时中止的振动陀螺仪的开发即可。 问题在于另一项技术。那就是以传感器检测到的手抖量为参考、对所拍摄图像的抖动进行实际补偿的机构。与此相似的技术倒也不是没有。例如适用于从汽车及直升机上进行拍摄的电视摄像机的“稳定云台”。可是，这似乎不能用于普通摄像机。现有的稳定云台的重量为数十kg，最重的超过100kg。价格也贵得离谱，从数百万日元到数千万日元不等。说起来，云台是支撑摄像机的器具，不能内置在摄像机里。要组装在家用摄像机上，根本是无稽之谈。就在争论不休时，技术探讨也被中止了。 “既然如此，只好自己来验证补偿机构了！” 不甘就此罢休的大岛，有一天与一项可作为研究突破口的关键技术不期而遇。那就是激光显示器技术。通过将激光照射在墙壁上来描绘文字的这种设备，其内部具备驱动反光镜的机构。其工作原理是，驱动反光镜以改变激光的光轴，借此流畅地描绘出文字。大岛觉得可以利用这种机构进行反向思维。即：不像激光显示器那样改变射出光的光轴，而是改变入射光的光轴。也就是说，在摄像机镜头前面放置反光镜，使进入镜头的光的光轴与手抖同步发生变化，借此吸收抖动，这种做法应该是可行的。 大岛是一个说干就干的人。他立刻按照这种设想进行试制。此后过了几天，摄像机手抖补偿技术的首台试制机宣告完成。这就是后来被称为“反光镜补偿方式”的技术。试制机显示出了良好的特性，成功地确认了采用振动陀螺仪的手抖补偿技术的基本动作。以此为契机，手抖补偿技术被批准为正式研究课题，手抖补偿机构的开发以及陀螺仪传感器的开发也分别正式立项。 反光镜补偿方式的试制机招来更多合作者 在推进研究开发的过程中，大岛不断招来共同进行研发的伙伴。大岛根本无法一人完成所有的工作。加入研究小组的新面孔中，还包括林孝行。当时，林孝行结束了新员工研修后刚刚被分配到研究所。在一无所知的情况下，就承担起了图像抖动补偿机构开发的部分任务。他全然不知手抖补偿技术开发这个接力棒居然要由自己负责传递下去。 首先，大岛和他的伙伴们探讨了几种图像补偿机构。候选方案中包括：进行了基础性探讨的反光镜补偿方式、可变棱镜驱动方式、镜筒补偿方式以及摄像板驱动方式等。这种“纸上谈兵”式探讨的结论是，今后主攻反光镜补偿方式及镜筒补偿方式这两种。之所以如此，是因为作为补偿角度目标值的6度，只有这两种方式能够达得到。【开发故事】手抖补偿技术（二）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（下）2010/07/23 00:00 打印 E-mail 镜筒补偿方式的构成6度的补偿角度，与目前摄像机中配备的手抖补偿的性能指标相比大约高出了几个百分点。原因在于，大岛把步行拍摄时的手抖补偿也纳入了视野。虽然现在可以断定这是过剩功能，但当时处于对手抖补偿方面的用户使用状况及要求几乎一无所知的阶段。但是，这种目标设定也许成了日后走向成功的奠基石。因为这种目标设定成了他们最终选择现在流行的光学式手抖补偿技术的原型镜筒补偿方式的一个因素。 镜筒补偿方式是一种通过驱动镜头与摄像管合而为一的镜筒，来对图像的抖动进行补偿的方法。要做到即便摄像机左右晃动，但镜筒本身不动。这样一来，体型就能做得比反光镜补偿方式更小。作出了这种判断的大岛，将补偿机构方面的开发重点放到了镜筒补偿方式上。接下来，被委以镜筒设计任务的林孝行，开始全力以赴开发其封装方式。上岗后便像海绵吸水般地吸收机械设计知识的林孝行，将镜筒补偿技术锤炼得越来越完善。 终于得以在美国市场投产 就像与镜筒机构的技术进步竞赛似的，手抖检测的关键设备振动陀螺仪的开发也不断取得进展。参与开发的大约10名技术人员的努力获得了成果，使品质达到了足以投产的水平。 配备手抖补偿技术的摄像机试制机经过了2号机、3号机、4号机的产品升级，完成度逐步提高。到1986年，终于迎来了量产试制机的制作阶段。然而，好不容易到了需要作出投产决策的阶段，业务部门却无法决断。其背景是摄像机陷入到了小型化竞争之中。 1985年，作为面向家庭用摄像机的技术方式，索尼等厂商推进的8毫米摄像机标准得以确定。另一方面，松下电器产业则在推行使用VHS-C盒带的VHS方式。随着家庭用摄像机市场正式启动，两个阵营开始在小型化方面展开了激烈竞争。 这样一来，对手抖补偿技术来说形势不妙。镜筒补偿方式与其他方式相比，虽说可实现小型化，但镜头部分的增大将不可避免。手抖补偿机构如果不能成为吸引用户的卖点，那么适得其反，由于它而带来的尺寸增大反而会成为一个弱点。 在此背景下，大岛使出了一招妙计。小型化竞争的主战场是日本。因此，他考虑向美国拓展业务。对于从事面向美国市场的摄像机业务的业务部，他再一次展开了游说。 首款配备手抖补偿功能的摄像机“PV-460”这一招果然奏效。由于在美国小型化竞争尚未全面展开，接到大岛提案的厂商决定投产。随后在1988年6月，首款配备了手抖补偿功能的摄像机“PV-460”推向市场。价格为2000美元。虽然价格高达当时其他摄像机的2倍，但手抖补偿这种新技术受到欢迎，成了一个月供货3000台的热门商品。 开发团队品尝到了最醇厚的美酒。自从大岛在夏威夷手抖补偿技术的创意闪念之后，已整整经过了6年的岁月。 沉浸在喜悦之中的时间，仅仅只是一瞬。事态在迅速发展。开发团队还没来得及回味成功的余韵，就遭遇了解散的打击。到了1989年，摄像机业界爆发了新一轮的小型化竞争，开发队伍的解散便是受此影响。（未完待续，记者：堀切近史 ）手補正技術軌跡 【开发故事】手抖补偿技术（三）：舞蹈与护照之间的攻防战（上）2010/07/26 00:00 打印 E-mail 上接本站报道： 【开发故事】手抖动补偿技术（一）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（上）【开发故事】手抖动补偿技术（二）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（下）（点击放大）“欢迎光临！” “那种小摄像机有吗？哎，就是电视上播放的护照般大小的” 1989年夏季。摄像机业界刮起了一阵旋风。索尼打破了由索尼、日本JVC以及松下电器产业3强瓜分市场的平衡。1989年6月，该公司发布了重量仅为790g的小型轻量摄像机“CCD-TR55”，并开始迅速提高市场份额。由于在电视广告中启用女演员浅野温子来宣传该产品只有护照大小，这引起了极大的热议。摄像机买家一窝蜂地求购这种“护照般大小的摄像机”。 “护照般大小的摄像机”的面世不仅给摄像机业界、最终也给产品本身带来了转机。产品的畅销成了在日本国内普及配备手抖补偿技术的摄像机的契机。说起在普及潮之初面世的产品，当属1990年6月松下电器产业推出的“Burenbi”。 不会使用手抖补偿功能？ “永井，手抖补偿功能要做到有多灵敏才好？” “唉，说实话我也不知道。我也是第一次。” 进行着让人不着边际的对话的这两个人，是松下电器产业的工程师永井正和岸靖典。从1989年年底到1990年，他们屡次三番被逼上了绝路。在索尼投产“护照般大小的摄像机”后不久的1989月9月，松下电器产业启动了新的摄像机开发项目。目标当然是与索尼的小型机抗衡。在那个项目中被指派负责手抖补偿技术的，是年轻的永井正和岸靖典。 策划负责人当时反复进行了激烈的讨论。要想与索尼的小型机抗衡，究竟应该怎样做呢？本来，向市场投放不输给索尼的小型摄像机才是合情合理的。然而，松下电器产业推进的是VHS-C方式。单说盒式磁带的尺寸，就比索尼等厂商推进的8毫米录像带方式要大了一圈。要想在壳体尺寸的小型化方面胜出，看来需要费一番力气。不可能马上实现。既然如此，能不能通过小型化以外的方式来实现差异化呢？ 从吵吵嚷嚷的争议中得出的结果是手抖补偿技术。摄像机越是体型小、重量轻，拍摄时越容易发生手抖。如果配备了可消除影像抖动的功能，那么拍摄的难易度就会大大下降，这将成为新的附加值 。 策划负责人盯上了竞争对手尚不屑一顾的手抖补偿功能，是有其理由的。恰巧在1988年，松下集团在北美市场上投放了采用手抖补偿技术的家用摄像机产品。虽然是背在肩上进行拍摄的大型机，但还是在小型化竞争尚未全面展开的北美成了热销商品。其采用的手抖补偿，是松下电器产业研究所长期以来培育出的技术。策划负责人听说过这种产品。 总之，新机型将手抖补偿作为挽回竞争劣势的杀手锏的大方针确定下来。但是，之后的技术开发却呈现出出乎预料的发展势头。永井正与岸靖典力争实现的手抖补偿技术，与投放到北美市场的技术截然不同。 采用电子式 开发团队新采用的是“电子式”手抖补偿技术。这是因为，投放到北美市场的“光学式”手抖补偿技术遇到了一些难以解决的问题。即：补偿机构太大及部件成本太高。 电子式与光学式在对壳体抖动的检测、以及对影像进行补偿的机构方面存在差异。例如，光学式首先采用陀螺仪传感器来检测手抖量。根据这一信息，对组装有摄像元件及镜头等的光学系统进行驱动。即使壳体发生运动，也能进行控制，使抖动不会影响到影像。不过，镜筒的尺寸比一般的要大许多。而且还需要陀螺仪传感器这种新的部件。在小型化及价格竞争激烈的日本国内市场上，如果采用光学式反而会处于不利地位。 而如果是电子式的话，则有可能在保证产品体型小、价格低的情况下实际采用手抖补偿技术。这是因为，在电子式手抖补偿技术下，抖动的检测以及影像的补偿可通过数字信号处理来完成。首先，通过信号处理从拍摄的影像数据中导出手抖量。以此为参考，就像手抖没有发生一样地对实际影像进行加工。 不言而喻，这需要进行挑战性的技术开发，而且，也许最初的成本会相当高。然而，只要承担信号处理任务的LSI的供应更精细，早晚能以较低的成本开发出来。松下电器产业研究所的其他部门已经开发了电子式手抖补偿技术的关键技术，这也对开发团队的开发工作起到了推进作用。 尽量减少计算量 永井正和岸靖典在开发项目中承担的任务，是将在研究所完成了基本动作检验的电子式手抖补偿技术转化为产品。像初生牛犊一样的这两个人，从年头到年尾一刻不停地推进电子式手抖补偿技术的实际应用。 在研究所里推进电子式电子式手抖补偿技术的关键技术开发的，是森村淳及鱼森谦也等人。当时，研究课题中以数字技术为最盛。由于1982年实现了实用化的CD光盘迅速普及，“影像也将实现数字化”的呼声日益高涨。松下电器产业研究所也在着手研究影像的数字化。然而，如果仅仅将模拟处理转换为数字处理，没有什么稀奇。能不能实现一些数字化所独有的新功能呢？出于这种考虑，这两人从1987年秋季开始着手手抖补偿的开发。 他们头脑中所想的，是手抖补偿在可能于数年后投放市场的数字式高档摄像机上的推广应用。但是，为了抗衡“护照般大小的摄像机”，需要将这种技术迅速应用到普及价位的主力机型上。 电子式手抖补偿技术在抖动检测方面利用了动态矢量。根据动态矢量来掌握图像的摆动方向及摆动量，以此为参考使图像位置平行移动，从而生成无抖动的动态图像1）。这项工作简直就是数字信号处理的“习题集”，需要有海量门电路数的电路以及软件。在MPEG等动态图像编码技术有了长足进步的今天，动态矢量等可以轻而易举地求出来。然而在当时，看起来根本不可能以适合于消费类电子产品的成本应用到LSI上。 1） 吉泽，“使照相一体式VTR的信号处理实现数字化”，日经电子，1990年6月11日号，no.502，pp.175180. 使图像虚化之后求出动态矢量森村及鱼森等研究所成员为这个难题苦恼了1年左右。如果不减小电路规模，那么电子式手抖补偿功能可能终是画饼。采用虚化图像来求动态矢量的方法，成为了解决这一难题的突破口。虽然虚化图像是一个很难理解的名词，但他们得知，不仅可由此使计算量大幅减少，而且可抑制精度变差2）。森村及鱼森等借来了洗衣机般大小的微型计算机“VAX11”等，对防止手抖的算法进行仿真实验。1988年秋季前后，终于进入了动作检验阶段。在此基础上，业务部与研究所齐心协力着手产品转化工作。岸靖典更加频繁地拜访鱼森。两人不分昼夜地推进算法的编码工作。（未完待续，记者：堀切 近史） 2） 鱼森等，“摄像机的自动电子手抖补偿方式”，“第20届图像工程学国际会议”，6-3，pp.177-180，1989年. 【开发故事】手抖补偿技术（四）：舞蹈与护照之间的攻防战（下）2010/07/27 00:00 打印 E-mail 上接本站报道： 【开发故事】手抖动补偿技术（一）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（上）【开发故事】手抖动补偿技术（二）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（下）【开发故事】手抖补偿技术（三）：舞蹈与护照之间的攻防战（上）“岸靖典，这个不行啊” “怎么了？” “摄像机没动，画面却在动。你看，晃晃悠悠的” 手没有抖，画面却在动 手抖补偿技术的应用迅速取得了进展。永井正与岸靖典一方面为这种功能而感到激动，另一方面，当临近安装作业尾声时，又因这种技术的许多副作用而感到苦恼。 由于电子式手抖补偿功能是从影像信号中检测抖动的，因此，如果拍摄对象中有移动的物体，补偿功能就会误动作。 “哇，又动了” “哎？为什么？” 就在两人说话的当口，拍摄到了荧光灯，就因为光线的这一点闪烁，画面便产生了晃动。为了消除类似种种的副作用，永井正及岸靖典等不断对手抖补偿算法进行优化。不过，抑制副作用的调整万一搞不好的话，会牵连到最重要的手抖补偿功能也不起作用。为此，两人设想了所有可能的状况，逐步确定了不产生误动作的条件。 这种好了坏、坏了好的状态足足持续了有半年时间。发誓与索尼抗衡的松下的开发团队，终于一步一步地接近了产品应该有的形态。 产品名是谁定的？ 将手抖补偿作为最大卖点（点击放大）“听说了吗？ 新机型的名称好像定下来了” 忙于量产开始前的最后工作的开发项目成员们，听到了配备手抖补偿功能的商品名称已确定下来的消息。 “终于该上市了。这事儿你有什么好惊慌的？” “听了以后你们可不要吃惊啊。好像是叫Burenbi” “Burenbi？” 在场的成员一瞬间鸦雀无声。这个名字好像是含有“不抖动的电影”的意思。看来是为了强化手抖补偿功能，负责命名的人才想出了这么一种前所未有的奇特命名。谁都没有想到会是“Burenbi”。以手抖补偿技术的应用为中心参与研发工作的成员，此时被一种复杂的心情笼罩着。 “我还以为是什么好名字呢，就叫Burenbi？” “这到底是谁起的名字？” 对于此前废寝忘食开发的永井正及岸靖典等人来说，Burenbi这个颇具幽默感的名称与他们的努力正好背道而驰。 广告一炮而红 然而，现实的好结果把他们的不解给吹得烟消云散。1990年6月，Burenbi“NV-S1”投放市场。松下电器产业大张旗鼓地展开了产品宣传推广。该公司的电视广告启用了因爱情连续剧而颇具人气的女演员铃木保奈美以及舞蹈教师Lucky池田。在广告里，两人一边跳着比Burenbi的名字更奇妙的热舞，一边连声高叫“Burenbi，Burenbi”。最后，铃木保奈美喊出了“仅仅体型小，已经不行了！”这句画龙点睛的广告语。 Lucky池田的“Burenbi舞蹈”产生了巨大反响素材提供：松下电器产业，广告代理店：日本电通，广告制作公司：Chef前所未有的奇特命名、稀奇古怪的舞蹈以及最后的台词都大受欢迎。Burenbi一举成了人们热议的商品，开始迅速追赶索尼。“请给我Burenbi”，在量贩店里指名购买Burenbi的顾客迅速增加。此情此景与1年前索尼推出“护照般大小的摄像机”时如出一辙。 Burenbi给在它之后的摄像机带来了若干变化。首先，手抖补偿作为摄像机必需的功能得到了消费者的认知。Burenbi面世以后，竞争对手厂商也陆续开始采用手抖补偿功能。另外，Burenbi甚至还改变了摄像机的“使用方法”。在那之前用双手拍摄是理所当然的，而小型化以及手抖补偿功能则使得单手拍摄变成了自然。 电子式手抖补偿技术由此风靡了上世纪90年代的摄像机业界。然而，技术的黄金期是如此的不可预测。之后时间过了还不到10年，就开始了一场技术大轮回。在Burenbi开发之际退出了舞台的光学式手抖补偿技术，就上演了一场东山再起的好戏。在对此毫无防备的情况下接过防手抖技术开发接力棒的中山正明以及日下博也等人，也在此时登台亮相了。（未完待续，记者：堀切 近史） 将电子式手抖补偿技术投放市场后列左起分别为：岸靖典、日下、永井正前列左起分别为：森村、中山、鱼森【开发故事】手抖补偿技术（五）：三个臭皮匠赛过诸葛亮2010/07/30 00:00 打印 E-mail 上接本站报道： 【开发故事】手抖动补偿技术（一）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（上）【开发故事】手抖动补偿技术（二）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（下）【开发故事】手抖补偿技术（三）：舞蹈与护照之间的攻防战（上）【开发故事】手抖补偿技术（四）：舞蹈与护照之间的攻防战（下）（点击放大）群雄割据的战国时代 上世纪90年代的摄像机市场这样来形容真是恰如其分。当时，市场份额之争愈演愈烈。松下电器产业用“Burenbi”攻破了索尼构筑的“护照尺寸的摄像机”的堡垒。紧接着，夏普向市场投放了“液晶Viewcam”，该产品的市场份额不断增长，1994年跃升至第2位。很快，到1995年迎来了DV方式摄像机的实用化。数字记录的时代到来了。以此次转型为契机，各厂商开始你追我赶地展开提高画质以及小型化竞争。 手抖补偿技术也迎来了关键的转型期。技术的主流从电子式向光学式转变。以上世纪90年Burenbi的面世为契机，当时的摄像机配备手抖补偿技术逐渐成为必备功能。佳能、索尼、日立制作所以及三菱电机等相继采用。松下电器产业虽然在电子式手抖补偿技术方面抢先一步实现了产品化，但此时却作出一个决断。即：采用光学式来取代电子式。并且于1999年实现了名为“Inner Lens Shift方式”的补偿机构的实用化。正是这一措施，奠定了不久后到来的数码相机时代的手抖补偿技术的基础。 松下电器产业的技术转型进行得并不顺利。接到了手抖补偿技术开发接力棒的技术人员们作出的努力非同寻常。 电子式手抖补偿技术的极限若隐若现 “日下君。向我报告一下手抖补偿技术的开发进展情况。” “是，进展情况是” 这里是位于日本大阪府门真市的松下电器产业的开发基地。当时正是摄像机市场份额之争愈演愈烈的上世纪90年代前期。负责摄像机关键技术先期开发工作的中山正明，时常把日下博找来谈话。中山把发展手抖补偿技术的任务分派给了日下。 日下进入松下电器产业，是在Burenbi第一代机型的开发渐入佳境之际。最初对什么都一无所知，但日下的脑子反应极快。以Burenbi的电子式手抖补偿技术为基础，他不断对手抖补偿进行着改进。2阶段补偿算法的导入，就是其中之一 1）。当时，电子式手抖补偿技术被指出了成本增加以及清晰度下降这两个问题。这是因为，必需准备大容量的图像存储器、或者截取图像的一部分。日下克服了自己在经验上的不足，最终实现了解决上述问题的2阶段补偿算法的实用化。 1） 日下，“手抖补偿功能的高清晰度及高性能化”，图像电子学会志，第31卷，第6号，pp.1183-1191，2002年。 采用了2阶段补偿算法的高清晰度电子补偿方式原理（点击放大）然而没过多久，他遇到了前所未有的难题。那就是，随着光学变焦倍率增大，补偿范围的不足便显现出来。最初为6倍的倍率转眼间变成了10倍，现在几乎要达到20倍了。如果倍率增大，那么，微小的手抖也会引起较大的画面抖动。借助已有的电子式手抖补偿技术已无法解决。要求日下做的，就是从根本上解决这一问题。【开发故事】手抖补偿技术（五）：三个臭皮匠赛过诸葛亮2010/07/30 00:00 打印 E-mail 中山正明日下博也山田克林孝行中山待人温和，给人的感觉是心胸豁达。其实他作为技术人员的经验相当长，识别技术优劣的眼光十分锐利。而且，他是一位彻头彻尾的摄像机爱好者。他所拥有的摄像机知识可不是那种“半瓶子醋”。面对着语气和蔼、但要求严格的中山，日下给不出一个明确的回答，只是在心里干着急。 考虑的对象逐渐转向光学式 “嗯。电子式手抖补偿技术能够一直用到什么时候呢？” 在与中山进行探讨、并回味中山的意见的过程中，日下感到了电子式手抖补偿的局限。如果要弥补补偿范围的不足，那么就会再次发生成本及清晰度的问题。到底怎么办才好呢。 解决之策并不是没有。那就是采用光学式手抖补偿技术。如果用光学部件对手抖进行补偿的话，那么，无论是用于补偿的图像存储器问题、还是清晰度下降的问题都不会发生。然而，由于有了Burenbi的成功体验，公司内部形成了“手抖补偿必是电子式”的顽固认识。更何况，是日下自己坚持不懈推进电子式手抖补偿技术开发的。自己应该公开承认电子式手抖补偿技术的局限，不再进行开发吗？ 抬起长时间陷入沉思的头，日下环顾了一下四周。冷静下来后他想到，不是有其他厂商在采用光学式手抖补偿技术吗？。如果再往以前回想，1988年首次实现了光学式手抖补偿技术实用化的正是松下电器产业。尽管可能不会很容易实现，但我们为什么不能探讨光学式呢？在日下心里，这种想法渐渐地变得越来越强烈。 汇集3人的智慧 “老林，从哪里着手才好呢？” “首先从探讨想要达到的性能指标开始吧” 1995年秋季。松下电器产业终于开始对光学式手抖补偿技术进行探讨。在工作小组碰面的是日下、林孝行以及山田克这3个人。 光学式手抖补偿技术比电子式更需要有跨越多个领域的经验。也正因为如此，恰好具有互补关系的这3个人才聚在了一起。熟悉摄像机的镜筒设计的林孝行、从事镜头等光学设计工作的山田、还有了解控制技术的日下。虽然所属部门及上司各不相同，但他们为实现“小型高性能光学式手抖补偿技术”这一共同目标集结在了一起。 在工作小组中，最重要的是林孝行。对日下及山田而言，光学式手抖补偿技术是未知的领域。应从哪里着手，他俩全然不知。而林孝行在上世纪80年代后期，正好承担过名为镜筒补偿方式的光学式手抖补偿技术的开发。随着Burenbi的面世电子式手抖补偿技术成为主流，他一度离开了开发工作。此次正好他利用当年的那些经验。 林孝行虽然个子小，但行动能力却是别人的2倍甚至3倍。对技术开发的那股韧性不输给任何人。况且，林孝行具有参与光学式手抖补偿技术开发的经验以及窍门。以林孝行为中心展开讨论，是再自然不过的了。（未完待续，记者：堀切 近史）【开发故事】手抖补偿技术（六）：摇摆不定的开发方针2010/08/02 00:00 打印 E-mail 上接本站报道： 【开发故事】手抖补偿技术（一）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（上）【开发故事】手抖补偿技术（二）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（下）【开发故事】手抖补偿技术（三）：舞蹈与护照之间的攻防战（上）【开发故事】手抖补偿技术（四）：舞蹈与护照之间的攻防战（下）【开发故事】手抖补偿技术（五）：三个臭皮匠赛过诸葛亮“这才是取代电子式手抖补偿技术的理想技术。” “嗯。话虽这么说” 摇摆不定的开发方针 尽管光学式手抖补偿技术这一大方针已经确定，但开发方针仍然摇摆不定。反正不管是好是坏，业务部门有过Burenbi的成功体验。他们只会觉得，向光学式手抖补偿技术的转型是一次风险很大的操作。即便要导入光学式手抖补偿技术，他们也希望采取风险较小的方式。 林孝行等人从一开始就力推Inner Lens Shift方式。该方式是利用陀螺仪传感器来检测手抖，然后移动镜筒内部的透镜对光轴进行补偿。与1988年实现了实用化的镜筒补偿方式相比，不但尺寸较小，驱动机构也较小。另外还可降低耗电量，也就是说，对光学式手抖补偿技术而言是一种理想方式。 业务部门倾听了林孝行等人的意见，对Inner Lens Shift方式表示出兴趣。然而当他们了解到其细节之后，却打起了退堂鼓。这是因为，看来这种方式需要有名为陀螺仪传感器的新部件。而且，如果随着机型变更而变更透镜镜筒的规格的话，那么，与手抖补偿有关的光学机构的设计必需全部进行调整。作为业务部门，不可能那么轻易地接受这种方式。 林孝行等人探讨了多种替代方案。例如电子式与光学式的混合方式，即只在手抖的检测时利用信号处理。另外还有Attachment方式，即补偿机构与镜筒分开制作，并将补偿机构安装在透镜的最前面。然而，每种方式都找不出头绪。他们3人可是为了追求理想的手抖补偿技术而聚集到一起的啊。 此时此刻，给他们提供支持的是林孝行的“光学式将成为手抖补偿技术的主流”这一信念。林孝行的头脑中有一个蓝图，他认为，尽管难度相当大，但如果采用Inner Lens Shift方式，就能制造出小型且高性能的光学式手抖补偿机构。 制作小型镜筒 “山田君，能设计成只有这1枚可动的吗？” “哎，只允许这1枚可动吗？” 已下定决心全力开发Inner Lens Shift方式的开发团队正在大步迈进。有时，林孝行会对负责设计镜筒核心部件光学系统的透镜结构的山田提出严格要求。要在Inner Lens Shift方式下实现理想的镜筒，应尽量减小对光轴进行补偿的内部透镜的体型。当然，也就必需对光学系统提出严格要求。但是，山田是一个实干家。面临的问题越困难，他的干劲越是高涨。 通过上下左右移动第3透镜群来对手抖进行补偿如果镜筒的内部透镜只能移动1枚，那么就不能对色像差进行补偿。山田从反复的尝试中发现，如果整体移动透镜群，就能同时实现小型手抖补偿机构以及对色像差的补偿。虽然没完成林孝行布置的“只1枚”的“作业”，但达到了小型且高性能的光学机构方案的水平。 在手抖补偿的最关键的控制技术开发方面，日下表现出了巨大的工作热情。他将在电子式手抖补偿技术开发中自行培育的经验，应用到了光学式手抖补偿技术中。虽然检测方法存在差异，但移动镜头（Panning）及静止的检测等可加以利用之处估计还有很多。 林孝行展示了镜筒及控制机构的整体效果图。其中采用了山田设计的光学系统以及日下的控制技术。试制后进行评估、再试制再评估，这样的循环不知反复进行了多少次。春去秋来，斗转星移，光学式手抖补偿技术的完成度日益提高。 前前后后花了4年，终于配备到产品上 自从开始探讨光学式手抖补偿技术起，整整经历了4年的岁月。1999年3月，松下电器产业推出了配备光学式手抖补偿功能“OIS（Optical Image Stabilizer）”的摄像机“NV-DS9”。价格为23万日元。这是Inner Lens Shift方式的真正实用化。 此次开发品将Inner Lens Shift方式的优越性淋漓尽致地体现了出来。因嵌入手抖补偿机构而带来的体积增加，只有区区的1.3倍左右而已。在其他的光学式手抖补偿技术下，同样的情况会增加2.5倍3倍。另外还避免了一直是电子式手抖补偿技术难题的解像度下降问题。此前减少到约400条450条的水平解像度，提高到了约500条2）。 2） 鹤原，“松下电器开发出摄像机用的新型透镜机构”，日经机械，1999年5月号，no.536，pp.5657. 在那之后，林孝行等人开发出的手抖补偿技术开始朝着出乎他们意料的方向发展。这一转变的契机是数码相机时代的到来。最初只不过是一种PC外围设备的数码相机将取代胶片式照相机。电子厂商相继涉足这一市场。例如，卡西欧计算机于1995年投产了民用数码相机，索尼于1996年投产了此类产品。虽然松下电器产业也予以跟进，但投产日期却一拖再拖到了2001年。 然而，世事难料。松下电器产业在数年后迅速占据了市场份额的首位。支撑谁也没预想到的这一跃升的一个因素，正是在摄像机领域培育的光学式手抖补偿技术。（未完待续，记者：堀切近史 ）【开发故事】手抖补偿技术（七）：正在“破坏与创造”的风口浪尖上（上）2010/08/03 00:00 打印 E-mail 上接本站报道： 【开发故事】手抖补偿技术（一）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（上）【开发故事】手抖补偿技术（二）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（下）【开发故事】手抖补偿技术（三）：舞蹈与护照之间的攻防战（上）【开发故事】手抖补偿技术（四）：舞蹈与护照之间的攻防战（下）【开发故事】手抖补偿技术（五）：三个臭皮匠赛过诸葛亮【开发故事】手抖补偿技术（六）：摇摆不定的开发方针（点击放大）“等你们3年。3年给我拿到排名第一。这是你们的使命” 参加数码相机业务动员大会的是松下集团的管理层。当时，担任松下电器产业AVC公司社长的户田一雄、AVC公司副社长大坪文雄以及半导体公司社长古池进等人都出席了会议。包括研究所及业务部的干部在内，总共有40人左右。 房忍、友石启介以及嶋正义3人被叫到了会场来到了管理层的面前。时间是2000年11月8日。这是松下电器产业转型正式涉足数码相机业务的瞬间。 5个月前，中村邦夫就任松下电器产业的社长。他提出了“破坏与创造”的口号，并开始果断实行大胆的结构改革。内容包括对颇有历史的松下系列销售店的家电流通改革、业务部体制的解体、大规模裁员等等。这些大胆的“破坏”措施吸引了电子业界的目光，与此同时松下暗地里则开始以“创造”为目标进行排兵布阵。布阵的第一个项目，就是正式涉足数码相机市场。 “这回可是动真格的了。真的是想大干一番的样子。” 各级别的会议上传达了中村社长决定涉足数码相机业务的指示与决心。“用3年时间实现市场份额排名第一”这句话，让房忍以及友石不由得浑身一震。房忍在台式录像机及摄像机的商品策划方面表现出色，友石指挥过台式录像机的开发工作。这2人是数码相机项目负责人岛正义选拔的，期望能够成为项目的带头人。 进退维谷 用3年时间实现排名第一。如果从当时的状况来看，可以说这是脱离常规的要求。松下集团在数码相机市场上的影响力，明确地说在当时几乎为零。必需从零开始开创业务。 “喂，友石。一起咬紧牙关干啊” 会议结束后，大坪这样对友石说。大坪心里很明白。要实现这个目标，仅是下一般的力气是无法大功告成的。友石在心里也想，中村社长的指示是绝对命令。如果失败，自己将在公司没有立身之地。虽说如此，但排名第一的目标简直就像是白日梦。不管是进是退，都充满了荆棘 就这样的氛围中，松下的数码相机开发项目于2000年11月正式启动了。岛正义、房忍以及友石开始构筑开发体制。公司内部自不必说，他们还向松下集团的West电气、日本JVC、以及松下寿电子工业（现为松下四国电子）等关联公司请求派遣技术人员并进行联合开发。 当时，数码相机市场正以几何倍数的增幅持续增长。索尼及卡西欧计算机等电子厂商是较早便涉及该领域的，这些厂商已占据了较大的市场份额。而松下电器产业则远远落后于人。 事实上，松下电器产业曾一度向市场投放过数个机型。然而在重视摄像机业务的方针下，松下早早地便撤出了数码相机市场。从那以后，只有集团内的关联公司松下寿电子工业还在小批量地生产数码相机。（未完待续，记者：堀切近史 ）【开发故事】手抖补偿技术（八）：在“破坏与创造”的风口浪尖上（下）2010/08/04 00:00 打印 E-mail 上接本站报道： 【开发故事】手抖补偿技术（一）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（上）【开发故事】手抖补偿技术（二）：创意起源于夏威夷旅行中的一闪念（下）【开发故事】手抖补偿技术（三）：舞蹈与护照之间的攻防战（上）【开发故事】手抖补偿技术（四）：舞蹈与护照之间的攻防战（