手机摄像头的进步有目共睹，一体式的卡片机已经奄奄一息，这就是手机摄像头崛起的牺牲品。但要和单反、微单比，手机的画质还差很远，不过这种差距并不是完全不可缩小，捷径就是多帧合成技术。
手机摄像头的多帧合成已经具有很好的基础
如果你关心手机感光器的技术进步，会发现有个参数在成倍的飙升，那就是连拍帧率。至今为止，主流的感光器，包括索尼、三星、OmniVision的，大部分型号都能提供超过20FPS-30FPS的全像素连拍速度。而与此同时中高级微单、单反连拍速度也就10FPS左右，这意味着什么？这意味着手机感光器获取全像素采样的速度是单反、微单的2-3倍，更具有多帧应用的价值。在数据处理量方面，手机也不落下风，凭借强大的处理器性能以及灵活的软件系统，手机已经具备广泛深入的使用多帧合成技术的物质基础，差的只是观念。大部分手机厂商，将高速连拍仅仅用于参数上的炫耀，而没想过如何利用这个性能实现以小博大。
多帧应用的灵感源自索尼
若干年前，单反厂商还在炫耀 X FPS连拍技能时，这个时候多帧合成的概念还没有成熟，只有一些类似于“多重曝光”这样的多帧合成。直到索尼的单电体系出现了10FPS的连拍速度时，索尼搞出了一套基于多帧的合成技术，包括全景、多帧降噪、数字防抖等。多帧合成的技术背景是感光器性能的提升，灵感也是此时被点燃的，我们应该记住这个时刻以及拉开多帧时代序幕的索尼。
全景
全景功能是普及率最高的一种多帧合成应用，几乎所有相机和手机都已将全景作为标配。其技术原理非常简单，就是扫射一圈后由程序自动拼接完成。在这个功能出现之前，大湿们都是靠人肉拼接完成的。虽然原理非常简单，但各家最终的效果却并不一样，合成速度也差别很大，这就是算法的差别。索尼自然是其中佼佼者，但更优秀者也出现了，它就是苹果。苹果iPhone的全景功能做到了简单快速画质高，凭借巨大的市场销量，让全景功能真正的深入民心，现在随便在一个风景区都能看到正在拍摄全景的游客。
多帧降噪
多帧降噪的原理也不复杂。成像的噪点其实是无序排列的，也就是说上一张这个位置的噪点可能是红噪点，而下一张同一个位置可能是绿噪点，这样就有了比较条件，可以比较容易的将噪点筛选出来，图示中的红绿点表示噪点，当然，这只是图示，不会有这么巨大夸张的噪点的，噪点重叠的区域，可以得到白点，白点则根据进一步法的算法进行猜色和插值处理，达到去除噪点的效果，这种方法对处理常见的红绿噪点很有效。
这个技术也是索尼最先发展，并运用于索尼的各型相机当中，当功能开启时，会出现“越级”的表现。对于手机感光器，多帧降噪的意义就更为重要了，它提供了一次以小博大的机会，它能让小型感光器展现出更干净的画面。苹果从iPhone 5S起，加入了自动多帧降噪，而老iPhone没法加入，因为老感光器连拍速度不够。苹果的多帧降噪是自动启动的，用户无法控制，在其他手机当中，多帧应用往往被用于“手动夜景”“超级夜景”等单独的拍摄模式当中。
多帧数字防抖
多帧防抖是纯数字的防抖技术，它的基本原理是，单帧拆成多帧拍摄，然后对齐合成。从技术上讲，完全行得通，这个技术同样是索尼最先开发，但开花在苹果家。iPhone 5S其加入了“自动图像防抖动功能”，这个功能和索尼相机上的动作防抖是一样一样的，苹果聪明之处在于“自动”，不需要用户干预是否开启。到了iPhone 6 Plus，苹果将光学防抖和多帧素质防抖相结合，在手机上实现了成功率最高的防抖系统。我们曾有单独撰文，请点击阅读《iPhone 6 Plus 防抖和多帧成像机制研究 》[作者:夏昆冈 ] 。
HDR
HDR是High-Dynamic Range 高动态范围的缩写，它用于模拟实现更高宽容度的拍摄效果。让高光不溢出，让暗部不死黑，画面呈现更加丰富的中间色。而它实现的方法非常简单，通过基于暗部测光、高光区测光以及正常测光的一组采样合成一张。HDR最初是发烧友人肉在处理，不过处理过程简单，算法也简单，于是成为了相机、尤其手机的标配功能。虽然原理和算法都很简单，但真正做好HDR的却寥寥无几，大部分HDR处理的照片都显得不自然。
分辨率提升
利用多帧实现更高分辨率的拍摄，这种思路由来已久。OPPO Find7 有个5000万和2400万像素的模式，而实际上，Find7的摄像头支持最大分辨率只有1300万，高分辨率成像实际是依赖多帧合成的，合成方法类似于插值，效果不是很好。
哈苏H5D-200c也有类似的分辨率提升技术，但它的原理有些不同，它是多帧拍摄，但每一帧拍摄都会位移感光器。最新的奥林巴斯EM-5 II也配备了相似技术，也是通过位移感光器来完成拍摄，但位移路径更为复杂。这种方式获得的采样，可以不用猜色不用插值，即便缩小到和原始图像一样的尺寸，它也是超采样的结果，因此画质获得了显著的提升，这种方式获得的画质可以媲美全幅相机。不过遗憾的是，这个拍摄过程耗时太长，只适合拍摄静物，因为EM-5 II的连拍速度只有10FPS，如果未来可以提升到30FPS甚至更高，这种分辨率提升技术就可以用于更多的场景了。
后对焦技术
电子光圈
电子光圈是努比亚开发的一种多帧应用。电子光圈是以连续多帧不间断拍摄，然后对多帧进行合成处理，如果都是直接叠加，最终结果肯定是溢出，解决方案就是将各帧透明化后合成，以降低溢出的风险。这种思路可谓奇思妙想，电子光圈在实际使用中，确实可以用于模拟小光圈长曝的效果，例如拍摄毛玻璃的水面效果。但电子光圈并不是以减少通光量的方式来实现，它与传统光圈的原理有着本质的不同，电子光圈只是在模拟小光圈的成像效果而已，它也不会产生传统光圈收缩带来的景深变化。更详细的描述可以参见《聊聊电子光圈 》[作者:夏昆冈 ] 。
多摄像头
多摄像头技术也有不少厂商在尝试，像华为荣耀6Plus这种，两个完全一样的摄像头，就可以视为样本采集速度提升一倍，结合一些算法，可以为HDR、多帧降噪、数字防抖提供更快的采样速度和处理速度。虽然华为并没有真正做得很好，但长远来看，技术上可以保持乐观态度。
多帧合成前景广阔
本文列举的是一些常见和有特别想法的多帧合成技术，不代表多帧只有这些。多帧的范围非常广阔，它完全称得上是是一个全新的世界，而很多厂商对此茫然不知。多帧如何被应用，是用来吹牛秒杀单反还是用于实实在在的改善画质增加功能？在我们看来，多帧应用技术提供了以小博大的机会，得益于硬件的部分优势，手机上应用多帧合成已经比相机更方便快捷，相机厂商有技术缺想法，手机厂商有想法但技术储备还是不够。手机厂商如果希望自己的摄像头与众不同，靠等着索尼发新感光器也没前途的，你能拿到别人也能拿到，拿不走的是创意和算法。
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