为提高手机弱光拍照质量 厂商做了哪些事

2016-04-19 13:40:51来源: 太平洋电脑网
     随着科技的进步,智能手机的拍照能力取得了突飞猛进的进步,白天成像水准甚至可以和卡片相机相提并论。然而,手机在弱光环境下的成像表现却始终平平,因此弱光环境的成像已经成为衡量手机拍摄好坏的标准。消费者也逐渐重视手机整体拍照能力,将其作为购机的重要参考因素。因此,近年来,上游供应商以及手机厂商也不断努力提高弱光拍摄表现,竭力提升手机相机的综合拍照能力。

  那么,接下来我们便来谈谈上游供应商以及手机厂商为了提高弱光拍摄的质量,都做了那些尝试。当然,读完这篇文章,相信你会对手机拍摄有着更进一步的了解。

  众所周知,手机成像的好坏主要是与CMOS传感器有着很大的关系。为了获得更好的成像质量,手机厂商普遍都在尝试往手机中塞入大底CMOS来提高画质。 譬如,诺基亚808的传感器达到1/1.2英寸,堪称一代神器。不过,随着手机越做越薄,手机传感器的尺寸也就达到瓶颈。

  1、改变传感器结构,增加进光量

  弱光环境成像的质量主要决定于传感量的进光量。尽管COMS的尺寸没办法持续放大,但上游厂商却想到了通过改变CMOS的结构而增加进光量的方法。事实 上,手机感光元件上方通常会放置一块分色滤镜,通常采用RGB(1红2绿1蓝)的排列方式将灰度信息转变成彩色信息。不过,分色滤镜会过滤大部分的光线。

获得彩色照片的工作原理

  因些,上游厂商开始从分色滤镜方面寻找突破口。首先,OV(传感器厂商)尝试摘除了RGB中的一块绿色像素,而用白色像素代替,从而变成RGBW传感 器。由于白色像素有全透光的特性,所以在一定程度上能提高传感器的进光量。如,第一代Moto X的相机便采用了RGBW的传感器。

RGBW的进光量更具优势

  但是由于技术不成熟,当时在Moto X上面并没有取得突破性的成像表现。值得一提的是,索尼后来也采用同样的方法,推出了自家的RGBW四色传感器。如,华为P8的相机便采用了索尼首款 RGBW传感器(IMX278)。就本质而言,RGBW可以说是RGB的变种排列方式,进光量要比RGB高一些。不过,RGB记录的颜色信息则相对更丰 富。

ISOCELL传感器工作原理

  接着,有厂商采用了更加疯狂的做法,就是直接将RGB两个绿色素点全部替换成白色像素,也说是我们所说的RWWB传感器。如,金立S8相机采用的三星 ISOCELL传感器,便是将传统RGB滤镜中的绿色像素全部替换成白色,这使原本被绿色滤镜所阻拦的光线得以进入,进一步提高了弱光环境下传感量的进光 量。

  随后,索尼更是祭出了彩色+黑白双传感器,其中一颗负责记录彩色信息,另一颗则能大大提高传感器的进光量。

华为P9

  近期发布的华为P9便采用这样的解决方案,后置的两颗摄像头分别采用了索尼IMX286彩色传感器和Monochrome黑白传感器,其中RGB彩色传 感器主要用于常规的色彩的记录,而Monochrome传感器则负责分析光线,记录画面细节以及提高画面亮度。由于黑白传感器属于全透光的传感器,所以有 着更大的进光量。据官方称,同样环境下是iPhone 6s进光量的270%,能提升弱光环境下的成像素质。简单来说,黑白传感器能提高弱光环境下面的成像质量,捕捉更多的细节。

  2、降低像素,提高单位像素尺寸

  改变CMOS的结构同时,厂商还想尽办法提高摄像头的光圈(光圈越大进光量也就越大,弱光拍摄理论上就越好),不过目前光圈最大的也就只是三星S7的F/1.7光圈。

三星Galaxy S7

  因此,厂商又想到一种办法,就是降低手机摄像头的像素,从而提高单位像素的尺寸。因为单位像素尺寸越大接受的光线量越大,成像画面会越亮而且噪点更少。 事实上,近期的三星S7、华为P9都采用了这样的策略,三星Galaxy S7的摄像头像素比Galaxy S6下降了400万,但实际的弱光拍照质量却提升了不少。

HTC 10

  谈到这里,不得不提的是HTC。HTC早前采用的UltraPixel摄像头甚至将采像素降至400万像素,而单位像素尺寸达到了2um。不过,这也有 得有失,毕竟在高像素的时代,HTC的UltraPixel摄像头显得非常尴尬。值得一提的是,刚发布的HTC 10搭载了1200万像素的UltraPixel摄像头,单位像素尺寸仍保持在较高水平,达到1.55um。摄影专业评测机构DxOMark对HTC 10的评价也相当高,得分与三星Galaxy S7 edge并列第一。

  3、光学防抖

  当然,相较于上述的方案,近几年火起来光学防抖也能有效地提升弱光环境成像的质量。得益于光学防抖,可以为手机提供更稳定的进光量,如iPhone 6s和支持光学防抖的iPhone 6s Plus在弱光环境下的成像质量便有着很大的差距。由于iPhone 6s Plus采用光学防抖技术,能避免手抖对成像造成影响。困此手机能采用更慢的快门从而保持较高的进光量,所以能提高弱光环境下的成像质量。

  4、芯片层面的优化

  是的!你没看错,处理器对手机拍照质量也有着一定的影响。如,高通骁龙820处理器内置有全新的图形处理器(GPU)与图像信号处理单元(ISP),这两部分将会在手机成像基础上,为手机拍照提供更好的画面。

  同时,数字信号处理单元(DSP)能有效降低成像画面的噪点以及使光学模组变薄的特性。高通骁龙 820 处理器的Qualcomm Spectra ISP是一款双图像信号处理单元,其作用相当于摄像头的大脑,由最新14 位图像传感器、混合自动对焦和多传感器融合算法支持,集成了带有 Hexagon向量扩展(HVX)的 Hexagon 680,支持高级成像和计算机视觉,还支持高达三个摄像头(例如一个前置摄像头和两个后置摄像头)。这样一来为各大手机厂商设计双后置摄像头提供了技术支 持。

  光线复杂或者光线不足的时候,手机拍摄的照片就会丢失很多的细节。针对这样的问题,高通骁龙820内置的ISP进行的专门的优化。内置有动态的局部色调 映射(LTM)技术,可以对色调重新映射,然后在进行叠加,提升图像的动态范围。同时还增加了阴影的层次,提升暗部的细节,使弱光条件下拍摄的照片看起来 也非常清晰,减少画面的噪点。

  总结:

  虽然手机的综合拍照能力无法与专业相机媲美,但 手机拍摄的时代是在快速进步的,各大手机厂商以及上游厂商一直努力着,尝试了各种方式来提升手机弱光环境下的成像表现,我相信,在不久的将来,各大厂商一 定能够给消费者交出一份满意的答卷。手机拍照的未来,仍然是值得我们期待的。

关键字:成像  传感器  手机厂商  手机拍照

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/article_2016041953251.html
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