Sony IMX378: Google Pixel Sensörünün ve Özelliklerinin Kapsamlı Dağılımı

IMX378'e Genel Bakış

Yaklaşan Google tarafından kullanılacak IMX378 sensörü hakkında biraz daha fazla bilgi edinmek için Sony'ye ulaştık. Piksel Ve Piksel XL telefonların yanı sıra Xiaomi Mi 5S. Ne yazık ki Sony, Exmor RS IMX378 sensörünün veri sayfasını henüz dağıtamadı ancak son derece yardımcı oldular ve bize daha önce yayınlanmamış bazı bilgileri sunabildiler. IMX378.

Öncelikle ismin kendisi yanlıştı. parçası olacağına dair söylentiler olmasına rağmen Exmor R daha önce IMX377 gibi Arka Taraftan Aydınlatmalı (BSI) CMOS sensör serisi Nexus5X Ve Nexus 6PSony'deki bağlantımız bize IMX378'in bunun yerine Sony'nin bir parçası olarak değerlendirileceğini bildirdi. Exmor RS Yığılmış BSI CMOS sensör serisi.

Piksel boyutu (1,55 μm) ve sensör boyutu (7,81 mm) dahil olmak üzere IMX377'den IMX378'e kadar pek çok şey aynı kalsa da, birkaç temel özellik eklendi. Yani artık yığılmış bir BSI CMOS tasarımıdır, PDAF'ye sahiptir, Sony'nin SME-HDR teknolojisini ekler ve yüksek kare hızlı (ağır çekim) video için daha iyi desteğe sahiptir.

Yığılmış BSI CMOS

Arka aydınlatma tek başına son birkaç yıldır amiral gemisi akıllı telefonlarda neredeyse standart hale gelen son derece kullanışlı bir özelliktir. HTC Evo 4G 2010 yılında. Bu, kameranın ışığın bir kısmını hareket ettirerek (daha fazla gürültü pahasına) önemli ölçüde daha fazla ışık yakalamasına olanak tanır. geleneksel olarak ön aydınlatmalı sensörlerde fotodiyotun önünde yer alan yapı, arkada BT.

Şaşırtıcı bir şekilde, çoğu kamera teknolojisinin aksine, arka aydınlatma, büyük ölçüde daha büyük BSI sensörleri oluşturmanın zorlukları nedeniyle, DSLR'lerden önce telefonlarda görünmeye başladı. İlk BSI APS-C sensörü, 2014 yılında NX1 kameralarında bulunan Samsung S5KVB2'ydi ve İlk tam kare sensör, geçen yıl Sony α7R II'de bulunan Sony Exmor R IMX251'di. yıl.

Yığınlanmış BSI CMOS teknolojisi, devrelerin daha fazlasını ön katmandan fotodiyotların arkasındaki destekleyici alt tabakaya taşıyarak bunu bir adım daha ileriye taşıyor. Bu, yalnızca Sony'nin görüntü sensörünün boyutunu önemli ölçüde azaltmasına (aynı alanda daha büyük sensörlerin kullanılmasına olanak tanır) olanak sağlamakla kalmaz, aynı zamanda Sony'nin pikselleri ve devreleri basmasına da olanak tanır. ayrı ayrı (farklı üretim süreçlerinde bile), kusur riskini azaltır, verimi artırır ve fotodiyotlar ile destekleyici arasında daha fazla uzmanlaşmaya izin verir devre.

PDAF

IMX378, geçen yılın Nexus telefonlarının ve IMX377'nin desteklemediği Faz Algılamalı Otomatik Odaklamayı ekliyor. Kameranın, sensör üzerindeki farklı noktalar arasındaki ışık yoğunluğu farklılıklarını etkili bir şekilde kullanarak tanımlama yapmasını sağlar. kameranın odaklanmaya çalıştığı nesne odak noktasının önünde veya arkasındaysa sensörü ayarlayın buna göre. Bu, geçmişte birçok kamerada gördüğümüz geleneksel kontrast tabanlı otomatik odaklamaya göre hem hız hem de doğruluk açısından çok büyük bir gelişmedir. Sonuç olarak, PDAF kullanan telefonlarda mutlak bir patlama gördük ve bu, sektörde kamera pazarlamasının merkezi unsuru olarak gösterilen büyük bir pazarlama modası haline geldi.

Odaklanması Çift Fotodiyotlu PDAF kadar hızlı olmasa da Samsung Galaxy S7 vardır (aynı zamanda olarak da bilinir) “Çift Piksel PDAF” Ve “Çift Piksel Otomatik Odaklama”Piksel başına iki fotodiyot ekleyerek her bir pikselin faz tespiti için kullanılmasına izin veren PDAF ve lazer otomatik odaklamanın birleşmesi hala güçlü bir kombinasyon olmalıdır.

Yüksek Kare Hızı

Son zamanlarda yüksek kare hızlı kameralar (hem tüketici uygulamaları hem de profesyonel film yapımcılığı için) hakkında çok fazla konuşma yapılıyor. Daha yüksek kare hızlarında çekim yapabilmek hem inanılmaz derecede akıcı videolar oluşturmak için hem de normal hız (spor ve diğer yüksek hızlı senaryolar için harika olabilir) ve bazı Gerçekten ilginç videolar her şeyi yavaşlattığında

Ne yazık ki, daha yüksek kare hızlarında video çekmek son derece zordur ve hatta kameranız Sensör daha yüksek kare hızlarında çekim yapabiliyorsa, telefonun görüntü sinyali işlemcisinin bu hızları koruması zor olabilir. yukarı. Bu nedenle Nexus 5X ve 6P'de kullanılan IMX377 300 Hz'de 720p, 120 Hz'de 1080p video çekebiliyorken Nexus 5X'te sadece 120 Hz 720p, 6P'de ise 240 Hz 720p video çekebiliyorduk. IMX377, Nexus cihazlarının 30 Hz ile sınırlı olmasına rağmen 60 Hz 4k video kapasitesine de sahipti.

Pixel telefonlar bunu hem 120 Hz'e kadar 1080p video hem de 240 Hz 720p videoya kadar getirebiliyor. 240 Hz'e kadar kapasitelerde artış gören IMX378 ile ilgili iyileştirmelerin bir parçası 1080p.

Sensör aynı zamanda 10 bit çıkışta 60 Hz'ye ve 12 bit çıkışta 40 Hz'ye kadar çıkarak tam çözünürlüklü seri çekimleri daha hızlı yapabiliyor. çıkışı (sırasıyla 40 Hz ve 35 Hz'e kadar), bu da kullanım sırasında hareket bulanıklığı ve kamera sarsıntısı miktarının azaltılmasına yardımcı olacaktır. HDR+.

KOBİ-HDR

Geleneksel olarak video için HDR bir değiş-tokuş olmuştur. Ya kare hızını yarıya indirmeniz gerekiyordu ya da çözünürlüğü yarıya indirmeniz gerekiyordu. Sonuç olarak pek çok OEM bununla uğraşmadı bile; Samsung ve Sony bunu uygulayan az sayıdaki firma arasında yer alıyor. Hatta Samsung Galaxy Not 7 Kısmen HDR videonun yüksek hesaplama maliyeti nedeniyle 1080p 30 Hz kayıtla sınırlıdır.

Red Digital Cinema Camera Company'nin HDR video olarak adlandırdığı iki ana geleneksel yöntemden ilki HDRx ve Sony'nin Digital Overlap HDR olarak adlandırdığı (DOL-HDR), biri daha koyu, diğeri daha açık olmak üzere ardışık iki görüntü alıp bunları tek bir video karesi oluşturmak üzere birleştirerek çalışır. Bu, kameranın tam çözünürlüğünü korumanıza (ve iki ayrı kamera için farklı enstantane hızları ayarlamanıza) olanak tanır. kareler), genellikle iki kare arasındaki zaman boşluğu nedeniyle sorunlara neden olabilir (özellikle hızlı hareket eden karelerde) nesneler). Ek olarak, DOL-HDR'de telefonun ISP'si ayrı kareleri bir araya getirmeyi üstlendiğinden, işlemcinin buna ayak uydurması çok zor olabilir.

Sony'nin Binning Multiplexed Exposure HDR (BME-HDR) olarak adlandırdığı diğer geleneksel yöntem, farklı bir pozlama ayarı belirler. her çift Aynı anda iki yarım çözünürlüklü görüntü oluşturmak için sensördeki iki piksel satırının bir araya getirilmesi ve bunlar daha sonra video için tek bir HDR karesinde birleştirilir. Bu yöntem HDRx ile ilişkili sorunları, yani kare hızında azalmayı önlese de başka sorunları da vardır. özellikle çözünürlükteki azalma ve pozlamanın iki set arasında nasıl değiştirilebileceğine ilişkin sınırlar çizgiler.

Uzamsal Olarak Çoğullanmış Pozlama (SME-HDR), Sony'nin, sensörün yapabildiği tam çözünürlükte ve tam kare hızında HDR çekimi yapmasına olanak sağlamak için kullandığı yeni bir yöntemdir. Bu bir çeşididir Uzamsal Olarak Değişen Pozlama Sony'nin karanlık ve açık piksellerden bilgi yakalamasını sağlamak için özel algoritmalar kullanan dama tahtası tarzı bir desende düzenlenmiş ve hem karanlık hem de aydınlık pozlama için tam çözünürlüklü görüntüyü çıkarmıştır. Görüntüler.

Ne yazık ki Sony bize tam model hakkında daha ayrıntılı açıklamalar yapamadı ve bunu hiçbir zaman açıklayamayabilirler de; şirketler kartlarını oynamaya eğilimlidir HDR'de gördüğümüz gibi son teknoloji söz konusu olduğunda onların göğsüne çok yakınlar; hatta Google'ın bile HDR fotoğraflar için kendi tescilli algoritması var: HDR+. Yine de bunun nasıl başarılabileceğine dair parçaları bir araya getirmek için kullanabileceğimiz, kamuya açık bazı bilgiler hâlâ mevcut. Shree K. tarafından birkaç makale yayınlandı. Columbia Üniversitesi'nden Nayar (bunlardan biri Uzamsal Olarak Değişen Pozlamayı kullanmanın farklı yollarını ve bunu başarabilecek farklı düzenleri içeren Sony'den Tomoo Mitsunaga ile işbirliği içindeydi. Aşağıda bir RGBG görüntü sensöründe dört seviyeli pozlamaya sahip bir düzen örneği verilmiştir. Bu düzen, yalnızca %20 civarında bir oranla tek yakalamalı tam çözünürlüklü HDR görüntüler elde edebildiğini iddia ediyor senaryoya bağlı olarak uzamsal çözünürlükte kayıp (Sony'nin iddia ettiği başarının aynısı) KOBİ-HDR).

Sony, son zamanlarda çok fazla popülerlik kazanan IMX214 de dahil olmak üzere halihazırda birkaç görüntü sensöründe SME-HDR'yi kullanmıştır. Asus Zenfone 3 Lazer, MotoZ, ve Xperia X Performansı), ancak geçen yıl kullanılan IMX377 ile karşılaştırıldığında IMX378'e yeni eklenen bir özelliktir. Kamera sensörünün SME-HDR etkinken hem 10 bit tam çözünürlük hem de 60 Hz'de 4k video çıkışı yapmasına olanak tanır. Sürecin herhangi bir yerindeki bir darboğaz daha düşük bir limitle sonuçlanacak olsa da, bu IMX377'nin yapabileceklerine göre muhteşem bir gelişmedir ve gelecekte gelecek iyi şeylerin bir işaretidir.

IMX378'in IMX377'ye göre en büyük gelişmelerinden biri, çip üzerinde görüntü işlemenin daha fazlasını gerçekleştirebilmesi ve böylece ISP'nin iş yükü (her ne kadar OEM'in RAW görüntü verilerini nasıl kullanmaya karar verdiğine bağlı olarak ISP hala RAW görüntü verilerini talep edebilse de) sensör). Kusur düzeltme ve yansıtma gibi birçok küçük işlemi yerel olarak gerçekleştirebilir ancak daha da önemlisi, ISP'yi dahil etmeye gerek kalmadan BME-HDR veya SME-HDR'yi de yönetebilir. Bu, gelecekteki telefonlarda ISP'nin yükünün bir kısmını serbest bırakarak ileriye dönük olarak büyük bir fark yaratabilir.

Bu makalenin oluşturulmasındaki tüm yardımları için Sony'ye bir kez daha teşekkür etmek istiyoruz. Sony'nin bu belgenin doğruluğunu ve derinliğini sağlamaya yardımcı olmak için gösterdiği çabayı gerçekten takdir ediyoruz. özelliği, özellikle de konuyla ilgili daha önce yayınlanmamış bazı bilgileri ortaya çıkarmamıza olanak sağlaması nedeniyle IMX378.

Bununla birlikte, bu bilgilerin bazılarına, hatta temel ürün bilgilerine bile erişmenin bu kadar zor olması gerçekten utanç verici. Şirketler web sitelerine bilgi koymaya çalıştıklarında, bu bilgiler çoğunlukla erişilemez ve eksik olabiliyor. Bunun nedeni, ana işlerine daha çok odaklanan şirket çalışanlarının genellikle ikincil bir endişe olarak görülmesidir. iş. Halkla ilişkilerle ilgilenen özel bir kişi, bu tür bilgilerin hazırlanması açısından büyük bir fark yaratabilir. halkın erişimine açık ve erişilebilir durumda ve bazı insanların bunu kendi özgür ortamlarında yapmaya çalıştıklarını görüyoruz. zaman. Hatta Sony Exmor Wikipedia makalesinin kendisi, birkaç ay boyunca tek bir kişinin boş zamanlarında onu neredeyse işe yaramaz bir yerden almanın temelini attı. 1.715 bayt makale Yıllardır çoğunlukla aynı olan bu durum, bugün orada 185 farklı editörle gördüğümüz ~50.000 baytlık makaleye kadar uzanıyor. Sony Exmor sensör serisi hakkında çevrimiçi olarak bulunabilecek tartışmasız en iyi bilgi deposu olan bir makale ve diğer makalelerde de çok benzer bir model görebiliyoruz. Tek bir özel yazar, müşterilerin farklı ürünleri ne kadar kolay karşılaştırabileceği konusunda önemli bir fark yaratabilir. ürünler ve tüketicilerin konuyla ilgili ne kadar eğitimli olduğu konusunda geniş kapsamlı bilgi sahibi olabilir. Etkileri. Ama bu başka bir zamanın konusu.

Her zaman olduğu gibi bu donanım değişikliklerinin cihazları nasıl etkileyeceğini merak ediyoruz. Açıkça 4k 60 Hz HDR video almayacağız (ve Google'ın henüz bahsetmediği gibi HDR video da alamayabiliriz), ancak daha hızlı tam çözünürlük Çekim muhtemelen HDR+'da önemli ölçüde yardımcı olacaktır ve yeni sensörün iyileştirmelerinin telefona diğer benzer küçük ama önemli şekillerde damladığını göreceğiz. ilave olarak.

DXOMark iken Piksel'i listeler Samsung Galaxy S7 ve HTC 10'dan biraz daha iyi performans gösteren telefonlara rağmen, Pixel telefonlara küçük bir fark yaratan şeylerin çoğu büyük yazılımlardı. HDR+ (kesinlikle muhteşem sonuçlar üreten ve DXOMark'ın incelemesinin bir bölümünü tamamını ayırdığı) ve Google'ın özel EIS'si gibi iyileştirmeler Şimdiye kadar sahip olduğumuz en iyi Elektronik Görüntü Sabitleme'den bazılarını sağlamak için jiroskopu saniyede 200 kez örnekleyen (OIS ile birlikte çalışabilen) sistem görülen. Evet, Pixel telefonların harika bir kamerası var ama OIS ve Dual Pixel PDAF eklendiğinde daha da iyi olabilirler miydi? Kesinlikle.

Dediğim gibi beni yanlış anlamayın, Pixel telefonların kesinlikle muhteşem bir kamerası var, ancak daha fazlasını istediğim için beni suçlayamazsınız, özellikle de Bu gelişmelere giden yol bu kadar açıkken (ve telefonlar tam amiral gemisi fiyatıyla fiyatlandırıldığında, en iyisinin en iyisini beklediğiniz zaman) en iyi). Her zaman daha fazlasını isteyen, daha iyi pil ömrü, daha hızlı işlemciler, daha iyi pil ömrü, daha parlak isteyen bir parçam olacak ve daha canlı ekranlar, daha yüksek hoparlörler, daha iyi kameralar, daha fazla depolama alanı, daha iyi pil ömrü ve en önemlisi daha iyi pil ömrü (Tekrar). Bununla birlikte, Pixel telefonların bir araya gelerek gerçekten ümit verici bir cihaz oluşturabilecek pek çok küçük harika özelliği var ve bunu görmek beni heyecanlandırıyor.