智能手机48百万像素


比较分辨率为12兆像素的普通图像(左)和使用分辨率为48兆像素的新型IMX586传感器拍摄的帧(右)

索尼推出了IMX586 ,这是世界上第一个用于智能手机的CMOS传感器,有效分辨率为4800万像素。 这意味着该传感器将能够捕获8000×6000像素的帧,而无需进行软件插值! 以前,这种尺寸仅适用于昂贵的专业相机,然后根本不适用。

好了,用这种传感器拍摄具有适度4K分辨率(4096×2160)的视频很容易。 他以每秒90帧的速度执行此操作。

传感器规格令人印象深刻。 显然,48百万像素的摄像头将很快成为高端智能手机的王牌。 该公司承诺将于2018年9月开始批量交付IMX586。

索尼如何实现如此惊人的分辨率提升? 好吧,这里有一些技巧。 IMX586结合了两项关键技术:

  • 感光元件的尺寸非常小(非常高分辨率)
  • 采用Quad Bayer彩色滤光片的信号处理以及多种算法,可实现更高的分辨率


新传感器的像素阵列(Quad Bayer阵列)的概念图及其使用原始信号处理算法的转换(右)

传感器的物理尺寸为1/2英寸或6.4×4.8毫米。这是大尺寸-智能手机上的最大尺寸, 很少有例外 。通常,电话使用1/3英寸格式的传感器,即几乎翻倍较小的尺寸。 但是您不能将48兆像素压缩为1/3英寸,但采用1/2英寸格式,就可以实现这种聚焦。

如果您依靠计算器,则可以估算6.4×4.8 mm传感器上4,800万个感光元件中每个元件的物理尺寸。 结果是边长约0.8微米的像素。

现在介绍原始的Quad Bayer彩色滤光片。 他的工作如上图所示。 它可以使每个2×2像素块具有相同的滤色器。 这使您可以根据条件对数据进行不同的处理。

在恶劣的照明条件下,来自四个光电管的数据会合并在一起-它们实际上是单个元素,边尺寸为1.6微米。 在这种情况下,传感器的分辨率降低了四倍,并且它“变成”了12兆像素的标准传感器,可能只有较低的热噪声水平。

好了,在良好的照明条件下,当看不到热噪声且光子能量足够时,传感器将以全强度工作,每个光电池都独立于其他光电池捕获信号-结果就是索尼KDPV上显示的质量。 但这仍然不是完全诚实的4,800万像素,而是经过数字信号处理后的近似值。 看到此传感器的实际工作原理以及在现实中以12 MP和48 MP观察到的帧之间的差异有多大将非常有趣。 如果一切正常,那么这种智能手机就可以用作“双筒望远镜”,而不是拍照,而是反复放大屏幕上的图片以查看眼睛看不到的远处物体的细节。

索尼表示,新传感器的动态范围是传统传感器的四倍。 据专家介绍 ,此处使用与IMX294传感器相同的系统,该系统中的部分像素以不完全的快门速度工作,可以防止曝光,但同时可以将细节记录在阴影中。 至少Quad Bayer滤波器的结构非常适合此操作方法。

事实证明,传感器在三种模式下工作:弱光(12 MP),
高对比度(48 MP)或增加高对比度场景中的动态范围。 这是一种有趣的方法,在某种程度上让人联想到Fujifilm Super CCD EXR技术。

新传感器很可能首先在Sony智能手机中看到光,然后在其他制造商的智能手机中看到光。 很有可能将其放入计划于9月发布的Sony Xperia XZ3中。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN418239/


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