Sony Semiconductor Solutions Corporation официально представила свой мобильный датчик изображения нового поколения, LYTIA 901.12-дюймовый сенсор CMOS может похвастаться приблизительно 200 миллионами эффективных пикселей и обеспечивает существенные улучшения в нескольких измеренияхЭта статья представляет собой объективный технический анализ основных особенностей датчика и его потенциального влияния на мобильную визуализацию.
I. Архитектура пикселей: балансировка высокого разрешения и высокой чувствительности
LYTIA 901 использует пиксельный диапазон 0,7 мкм, достигая высокой плотности интеграции примерно 200 миллионов пикселей в пределах размера датчика 1/1,12 дюйма.В то время как преследование высокого количества пикселей часто ставит под угрозу производительность при низком освещении, Sony решает эту проблему с помощью двух технических подходов:
1. Квад-квад Байер кодирование (QQBC) массив
Это представляет собой продвинутую итерацию традиционного массива Quad-Bayer. QQBC использует соседние 16-пиксельные (4×4) единицы, состоящие из идентичных цветовых фильтров.сигналы от этих 16 пикселей объединяются и обрабатываются как один эквивалентный пиксельЭто значит:
Режим ежедневной съемки: выводит примерно 12,5-мегапиксельные фотографии (200 миллионов ÷ 16), причем каждый эквивалентный пиксель измеряет 2,8 мкм.Это обеспечивает чувствительность в условиях низкой освещенности, таких как ночные пейзажи и интерьеры..
Режим высокого разрешения: пользователи могут выводить 200-мегапиксельные сырые файлы для захвата экстремальных деталей.
2. Оптимизация структуры пикселей
Sony обновила структуру пикселей и массив цветовых фильтров, уделяя приоритетное внимание увеличению емкости насыщенного сигнала - фундаментальной метрике, определяющей динамический диапазон.Улучшенная емкость насыщенного сигнала позволяет каждому пикселю вмещать больше фотоэлектронов, тем самым записывая более широкий диапазон световой информации в одной экспозиции.
II. Обработка на чипе ИИ: прорывная технология переустройства массивов
Массив QQBC требует преобразования обратно в стандартный массив Bayer для вывода обычных RGB-изображений, процесс, традиционно обрабатываемый процессором мобильных приложений (AP).Инновация LYTIA 901 заключается в том, что:
AI-Learning Array Rearrangement Circuit (Круговая схема переустройства массивов с помощью ИИ)
Sony напрямую интегрировала схемы обработки ИИ, оптимизированные для расположения QQBC внутри самого датчика.
Улучшенное восстановление деталей: обычные алгоритмы часто производят артефакты или потерю деталей при обработке высокочастотных компонентов (например, сложные узоры, края текста).Учившись на обширных образцах, модель ИИ более точно восстанавливает цветовую информацию из объединенных пикселей.
Оптимизация эффективности обработки: интеграция на чипе устраняет задержку передачи данных между датчиком и AP, что позволяет обрабатывать в режиме реального времени.Он поддерживает запись видео 30 кадров в секунду с разрешением 4K и увеличением до 4x.
Согласно исследованиям Sony, это является первой реализацией переустройства массива ИИ, интегрированного на чипе в мобильном датчике изображения CMOS.
III. Технологический набор HDR: многоуровневое улучшение динамического диапазона
LYTIA 901 включает в себя три технологии, связанные с HDR, охватывающие различные сценарии использования:
1. DCG-HDR (двойная конверсия)
Захватывая пиксельные сигналы на двух различных уровнях усиления во время одной экспозиции, а затем синтезируя их, эта технология позволяет получать изображения HDR с увеличением до 4x.Его преимущество заключается в однокадровом синтезе, что делает его идеальным для предотвращения размытия движения при съемке движущихся объектов.
2Отличный 12-битный ADC.
Обновление с традиционного 10-битного аналогово-цифрового преобразования на 12-битный расширяет цветовую градацию с 1024 уровней до 4096 уровней.Это значительно уменьшает дисконтинуированность качества изображения в переходных зонах между светом и тенью, например, на закате или на склонном освещении.
3. HF-HDR (гибридный кадр HDR)
С синтезацией данных DCG с дополнительным кадром короткой экспозиции динамический диапазон превышает 100 дБ (требует активации в режиме накопления 16 пикселей).Это значение превышает характеристики динамического диапазона большинства датчиков смартфонов, что делает его идеальным для высококонтрастных сценариев, таких как восход/закат солнца и фоновые портреты.
IV. Возможность увеличения: Техническая поддержка решений с одной камерой
Технологический набор LYTIA 901 нацелен на конкретное применение: достижение высококачественного зума с помощью одной первичной камеры.
В традиционных многокамерных установках фокусный диапазон 2x-3x обычно обрабатывается специальным телеобъективом, который страдает от высоких затрат, больших потребностей в пространстве,и непоследовательное качество изображения при переключении на несколько камерLYTIA 901 решает эти проблемы путем:
- Разрешение 200 Мп обеспечивает достаточно места для обрезки
- QQBC массив динамически переставляет пиксели во время увеличения для восстановления деталей
- ИИ на чипе, обеспечивающий производительность в режиме реального времени
Технология HDR поддерживает производительность на протяжении всего диапазона увеличения
Может ли это решение заменить физические телеобъективы при съемках в реальном мире зависит от зрелости алгоритма переустройства массива ИИ. Теоретически,имеет преимущества в среднем диапазоне спектра увеличения (2x-4x), но цифровой зум за пределы 4x по-прежнему полагается на традиционные алгоритмы интерполяции.
V. Технические спецификации на первый взгляд
Спецификация пункта
Модель LYTIA 901
Размер датчика 1/1,12 дюйма
Эффективные пиксели Приблизительно 200 миллионов
Размер пикселя 0,7 мкм
Pixel Array Quad-Quad Bayer Coding (16-пиксельное соединение)
Схема переустройства массивов на чипе для обработки ИИ-обучения
Технология HDR DCG-HDR, Fine12bit ADC, HF-HDR (100dB+)
Возможности видео 4K 30fps HDR запись при 4x зуме
Конвенция о наименовании Единообразно принимает формат "LYTIA (номер товара) "
VI. Влияние на промышленность и перспективы
Запуск LYTIA 901 отражает две тенденции в разработке датчиков изображения для смартфонов:
Тенденция 1: Миграция обработки ИИ на сенсорный фронт-энд
Интеграция алгоритмов искусственного интеллекта в самом датчике, вместо того, чтобы полагаться исключительно на ISP главного чипа, помогает уменьшить задержку и улучшить энергоэффективность.Этот подход может привести к реструктуризации ролей между производителями датчиков и чипов.
Тенденция 2: Потенциал решения с одной камерой для замены многокамерных устройств
Когда одна основная камера может охватывать общие фокусные расстояния от широкоугольного до среднего телефото, производители смартфонов получают большую гибкость дизайна.Это позволяет им сократить количество камер и снизить затраты, используя также освобожденное пространство для более крупных батарей или более тонких корпусов.
Конечно, фактическая производительность LYTIA 901 все еще требует испытаний в реальном мире, как только устройства с ним появятся на рынке.Ключевые области мониторинга включают эффективность алгоритмов переустройства массивов на основе ИИ, стабильность HDR при различных условиях освещения и стабильность качества изображения при увеличении.
Для потребителей появление LYTIA 901 сигнализирует о будущем, когда фотография со смартфонами может больше не зависеть от "счетчиков камер" для оценки возможностей изображения.
