聊聊小米 10 至尊纪念版的那些传感器们

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聊聊小米 10 至尊纪念版的那些传感器们

2023-07-19 00:25| 来源: 网络整理| 查看: 265

首先是主摄传感器,来自豪威的 OV48C1、读出速度

说实话,OV86C 的处理性能虽然也算是常规水平:这块底的模数转换为 10 位,比起今年处于顶尖位置的 IMX700 和 IMX689 的 12 位模数转换还有距离。

同时这块底的读出速度也不算比较快:OV48C 支持 4K60fps 读出, 48MP 全像素速度有 15fps,速度超过了同为 48MP 的 S5KGM2(48MP 10fps)。

不过比起目前顶尖的 S5KGN1(50MP 24fps)、 S5KHM1(108MP 10fps)和S5KHMX(108MP 10fps)这个速度还是有差距的。当然这只是理论数据,毕竟因为手机定位的不同,传感器的速度优势并不一定能完全体现:例如索尼去年的劳模 IMX586 读出速度达到了惊人的 48MP 30fps,除了红魔和大疆 Mavic Air2 以外也没人用上。

2、像素数量

目前 OV48C 的像素数量是 1/1.3" 这批底里最低的之一,单帧锐度可能不如四合一 27MP 的 S5KHMX,不过能和 IMX700/S5KGN1 12.5MP(四合一模式)、S5KHM1 12MP 打平。

3、对焦

单个像素比这块底差不多的 IMX700 和 S5KGN1 都能上双核像素对焦了,但像素面积这么大的 OV48C 却只有 PDAF 还是略显遗憾的。

当然了,1/1.4"  IMX689 也没有专用的 PD 像素,但人家有 2×2 微透镜支持全像素全向对焦啊……

4、传感器尺寸/弱光

没错,这可能是你现在能够买到的尺寸最大的手机用图像传感器了,1/1.32" 传感器尺寸,仅次于 1/1.28" 的 IMX700 和 1/1.3" 的 S5KGN1 。

此外,图像传感器的弱光性能主要受制于图像传感器面积,所以就算部分工艺差一点,OV86C 的弱光表现不一定差。

当然,时下在背照式图像传感器中常见的双增益(DCG)技术 OV48C 也支持,在弱光下会削弱本来就没有的高光来换来更好的弱光噪点表现。(不过貌似手机厂商喜欢称之为双原生 ISO?)

5、片上行交织 HDR

传统的时域多帧 HDR 以帧为合成单位,由于滚动快门的存在,帧和帧之间的时间间隔=单帧曝光时间+图像传感器刷新时间(指滚动快门扫描行从第一行到最后一行所花的时间)。而被摄物体一旦在这个时间间隔中发生移动就会导致合成伪像:例如重影等。

行交织 HDR 虽然也应该算多帧 HDR,但是它利用了滚动快门行曝光的特点,在第一行长曝光完成之后立刻在第一行进行短曝光(和第二行长曝光同时进行)。减少长短帧之间的时间间隔(间隔等于单帧曝光时间,不受图像传感器刷新速度的影响),从而达到“准同时”的 HDR 合成效果。当然行交织 HDR 在图像传感器里也不是新鲜玩意儿了,之前索尼针对安防摄像头设计的 IMX224LQR-C,IMX225LQR-C,IMX290LQR-C,IMX123LQT-C 都支持行交织 HDR(索尼称之为 DOL-HDR),但 DOL-HDR 通常需要外挂配套的处理器做 HDR 的合成,而 OV48C 将这个功能集成到了 CMOS 内的 ISP 里,直接输出合成好的图像(最高 14 位 Bayer HDR)。

由于合成在图像传感器内完成,所以引入的噪声更少,同时也不受图像传感器对外传输速度的限制。而且还减轻的外置处理器(也就是手机中的 SoC)的计算压力。

6、片上基于双转换增益的双读出合成

豪威称之为 DCG HDR,和行交织 HDR 一样是常见于监控摄像机的技术。和我们在电影机上见到的 DGO(双增益输出)一个像素连接两个不同倍率的模拟增益这个方式不同,豪威的方案先在高增益下收集光生电子读出,之后在不清空势阱的情况下切入高增益再收集一次读出。

相对于多帧 HDR 来说,在高低增益切换时不会重置势阱,也就是说在低增益模式下包含了高增益模式下收集的原始光信号。所以也能算作是一次曝光。

相对于长短帧的单帧 HDR(例如索尼 QBC-HDR)这种方式不损失信噪比,但提升的动态范围受限于双增益结构(总动态范围 = 低增益下的动态范围 + 高增益相对低增益多出来的暗部动态范围),不能像长短帧理论上能无限扩展,同时传感器限死在俩原生 ISO 上了,手机的 ISO 变化估计是靠数字增益。

中焦传感器 S5K2L71、读出速度

这块底是三星和 IMX362 对位,单帧画质应该和上上代劳模 IMX363 相近(本来就是 IMX362 的小改款)没有 DRAM。刷新速度为 12MP 30fps,这个规格差不多也是上代的主流水准吧,比 Galaxy S20 上的那颗 S5K2LA 速度差一半。要在 2× 拍 4K 60fps 应该得让主摄那颗 OV48C 裁剪了,反正它支持马赛克重排,像素数量也够。

2、像素数量

是的,OV48C 裁 2× 也有 12MP 点对点,但是毕竟是正儿八经的拜尔排列而不是四合一,同时等效光圈更大,相对来说画质要比直接裁好一些。(我还是不是很放心现在的四合一全像素输出的锐度)

3、对焦

支持双核像素对焦(DPAF、也有叫 Dual PDAF),也是目前除了全像素全向对焦以外最均衡的对焦系统了。

4、传感器尺寸/弱光

1/2.6" 的元件面积,依然是目前 2× 里等效规格最高的,唯一的问题就在于受限于电磁干扰做不了防抖。S5K2L7 也算是见得多了,画质不会和主摄那么惊艳,但是也不会很差,毕竟 iPhone 的主摄也这么个尺寸,能差到哪里去呢?

超长焦传感器 IMX586

这就是大名鼎鼎的上代劳模了,不过讲真,图像传感器前三的市场份额真的和宣发成反比:OV 官网上传感器的数据又新,又详实,各种参数都有(只是关于 DCG HDR 的描述也太模糊了一点),三星 ISOCELL 官网有参数,更新也挺勤快(才怪,S5KHMX 和 S5KHM1 的规格都是拖了好久才更)在售的型号基本都有,也有表格方便检索,只是参数数据比较少,不重要的数据就要靠自己去找了,也没有详细的数据白皮书可供查阅。而索尼……虽然公开的数据都有白皮书查阅,而且例如读出速度等都有详细数据,但是其实每块底的白皮书内容各不相同,关键是,热门、重要的 CMOS 压根就是不公开的。暂且不提独占的 IMX600、400、555、700,连前两代劳模 IMX363 和 IMX586 的官方数据都没能上线。搞得咱们键摄只能从采用这些底的产品和小道消息来推测性能。所以可能会有很大偏差。

1、读出速度

当然,对工艺不敏感的像素区,其实索尼的优势并不大,比如啥最小像素索尼老是被三星抢先(拜尔阵列 0.8μm 尺寸以及首个 0.9μm 和 0.7μm 像素尺寸都是三星首发,索尼现在都没搞定 0.7μm 的产品,隔壁豪威都有了……)。但逻辑层索尼却是妥妥的强:IMX586 做到了丧心病狂的 48MP 30fps 读出,要知道同代的 S5KGM1 虽有物理 48MP ,但是读出速度只有可怜的 12MP 30fps。我甚至认为就算是 IMX586,其实还有不少潜力可挖。

2、像素数量

48MP 依然是目前像素最高的超长焦规格,虽然咱们承认这就是个四合一,但是这么大的传感器面积,虽然光圈比起隔壁普遍 F3 左右的同学们是小了点,但是至少 12MP 的锐度是不差的。

3、对焦

IMX586 相对于前任劳模 IMX363 最大的退步就是对焦,仅仅只有 PDAF,不过有一说一现在超长焦似乎也没啥比 PDAF 更强的对焦模组了。

4、传感器尺寸/弱光

虽然这块 1/2" 型的 IMX586 就配了一个 F4.4 的小光圈,但是等效光圈还是要超过目前绝大多数 5× 模组的,仅次于三星 Galaxy S20 Ultra。但是由于进光量还是比较低,所以实际上这部分实际成片受算法影响很大。

超广角 IMX3501、读出速度

IMX350 读出速度其实挺优秀的,高达 20MP 30fps,支持 4K 60fps 读出。

2、像素数量

20MP + 拜尔排列,基本就是锐度的保证了(理论天花板可能是最高的,当然还得考虑光圈,但是这个回答毕竟讲 CMOS,所以就不深入)。

3、对焦

支持 PDAF,嗯,的确不是很靓眼,但是其实除了三星 Galaxy S20 系列用了双核像素对焦以外,其实其它的基本还都是 PDAF,对了索尼 Xperia1 II 虽然用了带有双核像素对焦的 IMX363 但人家超广角不能对焦呀(逃……)

4、传感器尺寸/弱光

1/2.7" 型的面积在旗舰级还只是处于中等偏下的位置:这个尺寸往上的旗舰有: 1/2.55" (例如 Xperia 1 II 的 IMX363、Galaxy S20 系列的 S5K2LA 和 S5K2L3*)、1/2.4"*(*这个尺寸基本都是 16:9 传感器 Nokia 8.3 5G 的 OV12D、OPPO Find X2 的 IMX708)、1/2"(一加 8 Pro、OPPO Find X2 Pro 的 IMX586)以及 1/1.54"  (华为一票的 IMX608)。所以弱光画质肯定比只用 1/3" (我瞎猜的,可能还不到) 的 iPhone 好,但是单帧肯定是不如楼上的那堆怪物的。

另外同上,超广角因为进光量,其实也挺受算法影响的。



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