在2023年6月的今天，如果要给IMX608做一个排名，如果要从视频，拍照，读出，感光能力，规格等多个方面综合排序的话，IMX608依然是当之无愧的第一——恰到好处的视频比例，同时通过hexbayer兼顾了拍照;片上ISP解码给予其刚好的1080p和4k输出的能力，并且多合一堪比全画幅的像素大小，给予其夜间充分的感光能力。唯一一个小缺点就是华为当年上这颗传感器的时候，没有开发40MP，这颗CMOS的高解析力输出能力有些浪费。

这颗传感器最先由华为收编的诺基亚芬兰研究所成员提出的构型——在历史上索尼从来没有提出过类似的构型，所以很明显，这不是索尼自己的思路做出来的产品。实际上早在2013年，诺基亚就想搞一颗能够兼顾拍照和视频的梦幻传感器，但是受限于时代，一直未得以实现。在2019年，华为的视频跨越计划终于将IMX608的技术构型交给诺基亚团队实现了。时至今日，在techinsights已经为我们揭开了很多技术迷题的当下，IMX608值得我们重新回顾。

1.IMX608的工艺是什么？

关于IMX608的工艺，在历史上众说纷纭。有人说它就是一颗普通的gen3传感器，有人说它是像素级铜互联的传感器，也就是gen5——近日披露的techinsights报告给出，IMX608的端子间距为3μm。那么它算gen3还是gen5呢？这事得分开看。显然，它在4k视频或者40MP，10MP下输出时，像素间距2.24μm是不够gen5的——它是个标准gen3。但是，当它在像素16合1下输出1080p/720p视频时，它就是颗标准gen5传感器——此时像素间距4.48微米，已经比3微米小很多了。

但是还是要说，IMX608超高读出速度并非来自于它在十六合一下能算gen5有关——3微米并非很密集的像素密度，熟知的IMX586甚至IMX803(也就是网上宣称是gen5的那颗传感器)——它们都是3微米间距。最后的结局也很简单，IMX586的读出今天虽快但是还是很普通，基本上和IMX600这类属于同一水准(硬要说IMX600还快点，毕竟600是旗舰，586就是中端)。而IMX803目前也并未发现它的读出有任何出众之处——相比IMX989这类自然是很好了，但是803硬要说读出也就是700的水平(IMX803和700种种相似性，让我不得不怀疑803和700技术高度同源性)。因此，铜互联端子密度并不能代表读出速度，具体速度和什么有关，这个还需后续更多资料的披露。

在本段结尾做个总结:IMX608在16合1下可以看成是gen5，在其他模式输出下只能看成gen3。但是，IMX608读出快并不是因为gen5，而是因为其他原因(比如，可能因为铜端子更粗壮，或者3微米铜端子密度本身已经能支持高速读出了，瓶颈并不在铜端子。其他传感器ADC电路更不适合高速读出，而IMX608的传感器电路更适合高速读出等等)。

2.如何一设计多应用？且看芬研所的超奇葩思路

在IMX608的设计中，芬研所的工程师希望一个设计能满足多个应用:高速读出要满足慢动作视频，而慢动作视频单帧不能太糊，过去IMX400这些慢动作视频不但时间拍不长，而且光照一暗，慢动作视频就笼罩了一层奇特的噪点。同时，因为它还用作拍照，因此它必须还得有高像素的特性。在这种思路指引下，IMX608兼具了大像素和高像素的特性，且通过长边设计为1080p的倍数，可以拍摄标准规格的视频的同时，拍照直接调用全像素，也不会解析力太弱。因此，通过这些设计思路，IMX608成为了功能最多的，并且表现最出色的超广角传感器:大底，高像素，高读出，高感光能力;并且支持ISO51200视频，hd 1920fps慢动作视频，10MP(40MP拍照未开放)高像素拍照。

2.1高信噪比视频读出

视频拍摄过程中的噪点问题一直影响着视频的画质。而这个问题在慢动作视频中更加明显——1920fps慢动作视频下意味着单帧慢动作视频感光时间不可以超过1/1920秒，比起常规1080p60fps(单帧1/60秒)要少很多。因此，单个像素收集的光会少很多。

在这种情况下，唯一能做的就是加大单像素面积，同代工艺下CMOS的暗电流(噪声)可以看成大致一样(实际上现在IMX989这种最新的传感器暗电流也没有下降多少，依然能看成一样)，单像素面积大的CMOS，在暗光下收集到的光子越多，信噪比越高，也就越能实现更高的ISO。因为ISO代表亮度，更高的信噪比也就代表在相同噪点水平下，ISO更高(亮度更高)，最终都是细节更清晰。同时，像素binning，让像素合并输出可以达到等效原生大像素的效果。

在这种思路下，IMX608的设计者让IMX608像素超级加倍，从四合一来到十六合一——此时单像素面积达到4.48微米，因此ISO可以从常规的ISO12800再翻四倍来到ISO51200。在ISO51200下，IMX608依然有可用的画质，因此当单帧来到1/1920fps的时候，IMX608表现出相比三星碾压式的画质增益——在超高读出速度下，每帧画质都高度可用。也就是说IMX608靠这个设计解决了慢动作从有到好的问题。这里面有到好并不是说华为只是单纯的改进——原来三星的慢动作是480fps插帧，最高只有480fps，IMX608提升到了1920fps，是三星的四倍，而且单帧慢动作画面过窄，画质过差的问题也一并解决了，只有这个才能叫从有到好，而非现在安卓厂商某个参数优化10%就敢说自己从有到好了。

这种大像素同时也带来了另一个增益——慢动作情况下单帧可用，那么当我不采用这么高规格录像，比如我就用1080p30fps，此时画面单帧接受的光子比1080p1920fps还多(多64倍)，这岂不是更好了吗？实际上就是这样，当夜间环境下，很多手机录像一团糊的时候，此时IMX608录像就可以发挥巨大威力了——在夜间可以拍出更亮的画面和更好的细节，极大提升了夜间录像的可用性。因此原生大像素给IMX608带来了两个非凡卖点——ISO51200极暗夜景录像以及1920fps超级慢动作。

2.2原生视频分辨率设计——不浪费面积，不用跳采

在IMX608的另一个亮点就是它的原生视频分辨率设计。在传统的传感器当中，它一般不是视频分辨率设计，比如1250万像素(四合一)，它的分辨率是4096*3072，拍4k是3840*2160，意味着会有34%的面积被浪费掉了。而且，尤其是当拍摄1080p的视频，因为模拟端最多只能四合一输出，就算是点对点采样，裁切掉周围的，只输出中间的3840*2160个像素，那么我怎么获得1080p的视频呢？答案是再跳采，因为3840是1920的2倍，因此每采样3840个像素再舍掉1920个像素，剩下的1920个像素输出就是1920*1080的1080p视频了。所以，这种跳采的方式又会损失传感器面积。

而IMX608的传感器像素为:3840*2592(四合一)，长边刚好是4k的像素，这样它只浪费传感器面积:16%，比4:3的50MP浪费50%好多了。而1080p时，它还可以进一步四合一达到十六合一，此时依然可以直接在模拟端输出1920*1080p视频，而不需要跳采，也就是说在1080p下，IMX608采用的面积和4k时是相同的。不浪费传感器面积也就意味着它在视频下能尽可能不浪费每一束光，从而达到更高的信噪比。

本期主要从技术和思路上剖析了IMX608，下期再从技术上剖析一下:IMX608相比现在的影像旗舰的超广角，还领先在哪，让它可以笑傲江湖，宝刀不老。