双原生ISO技术解析:手机厂商与CIS厂家的技术差异与统一

   日期:2024-12-22     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:313    评论:0    
核心提示:2,具体单曝光HDR技术解析Pro”技术组合,完美结合了这两个技术在低光侧和高光侧的动态大拓展,而且依然是无伪影的单曝光HDR。由此也可以看出豪威虽是CIS领域的国产之光,但在与索尼和三星竞争时还是偏弱势地位,所以在宣传技术时就会偏向于一种“小米爱跑分”的状态。

1、统一三大厂商的名词

首先,“双原生ISO”这个词最早出现在手机上,最早可以追溯到绿厂Find X2 Pro主摄所采用的索尼。指的是传感器的每个像素都有一高一低两组。模拟增益电路,可切换。

所以从这个意义上来说,“双原生ISO”技术应该称为DAG技术。

结果,小米并没有按套路走。它将OV48C的本应称为DCG的技术称为“双原生ISO”技术,并将进一步的DCG-HDR技术称为“双原生ISO”技术。所以之后事情就变得混乱了。

这个时候你就不能遵循手机厂商的营销条款了。你必须阅读CIS厂商的技术文档。

索尼单拍阶段曝光__三星新机曝光

那么,同为“双原生ISO”技术的DCG和DAG有什么区别呢?具体来说,前者可以通过可靠的小电容的高转换增益来抑制读取噪声,而后者可以通过低模拟通道来避免图像的过度曝光。

基于这些差异,进一步的DCG-HDR可以通过高低转换增益的单帧融合来大幅扩展暗面的动态范围,而DAG-HDR则可以通过两组“PGA+ADC”通道进行读出。 获得的高位图像超出了 ADC 本身的精度限制。

因此,这两条路线实际上都是具有各自独特优势的HDR技术。它们不仅不互相排斥,而且还具有互补作用——它们可以最大化暗面和高光面的动态范围,只要电路层工艺和库存预算允许。

三星新机曝光__索尼单拍阶段曝光

_索尼单拍阶段曝光_三星新机曝光

在传感器厂商的命名上,三星将DCG-HDR命名为Smart-ISO Pro技术,将DAG命名为DSG技术,并在其旗舰产品HP2上实现了将这两项技术封装应用的壮举!

索尼这边没有那么多波折。应该是DCG-HDR还是DAG-HDR技术?这些是原来使用的术语。

如果有Howey的官方信息,技术术语不会有太大变化,但需要了解其特色技术,指的是使用LOFIC技术结合DCG-HDR或DAG-HDR来扩展动态范围。

_三星新机曝光_索尼单拍阶段曝光

2、单次曝光HDR技术具体分析

①、DCG-HDR——基于DCG技术的“大小电容”组合提供的高低转换增益,通过新型晶体管可以控制每个像素的转换增益值,从而实现四合一像素模式高灵敏度动态范围扩展。

②、DAG-HDR——经过SF(源跟随器)放大的转换增益值,然后由高低模拟通道的ADC读出并进行融合,这样就可以在灵敏度低。

③、双原生ISO Max——这实际上是OV48C的DCG-HDR技术的增强版。其高低转换增益值最大相差16倍,有助于进一步改善HDR图像的暗部细节。现在它是行业的领导者。普遍的。

三星新机曝光_索尼单拍阶段曝光_

三星新机曝光_索尼单拍阶段曝光_

④、DAG&DCG HDR——将DAG-HDR基于两组模拟增益的低感动态范围优势与DCG-HDR显着的高感动态范围扩展相结合,不仅优势互补,还实现了强大的组合。

例如,在大光比环境下,应用高转换增益像素结合高模拟增益可以使暗区更加细致和纯净,而应用低转换增益像素结合低模拟增益可以进一步抑制高光。添加细节。

⑤、LOFIC——这个词的意思是“横向溢出积分电容”。工作原理如下图所示。只要FD小电容中积累的光生电子饱和,它们就会自动溢出到LOFIC大电容中。但由于结构复杂,难以普及。

三星新机曝光_索尼单拍阶段曝光_

⑥,——核心思想基于LOFIC技术,结合其他单曝光HDR技术,扩大动态范围。汽车传感器配备了DCG技术,而手机上的OV50K则配备了DAG技术。

采用DAG技术,不仅可以单独读出小电容的转换增益值,还可以单独读出LOFIC电容上的转换增益值。相比之下,DCG-HDR技术在单次曝光中只能选择小电容或串联电容。

因此,理论上OV50K无需依赖像DCG-HDR、DAG&DCG HDR那样的四合一像素片上合成机制,即可实现全像素单次曝光HDR。结果,荣耀在率先商用之后并没有意识到这一出色的功能。

_索尼单拍阶段曝光_三星新机曝光

三星新机曝光_索尼单拍阶段曝光_

3. LOFIC技术工作流程

如下图右侧时序图所示,T代表传输晶体管,R代表复位晶体管,S代表FD电容和LOFIC电容的连接开关,X代表选择晶体管;看左侧,还可以发现像素电路周围有两组双采样。

工作模式(a):t1表示X、S、R、T依次导通,并由S2电路读出复位值。然后t2开始曝光,然后t3导通X和T,PD的饱和电荷转移到FD电容上,是S1电路读取电压值,最后t4继续导通S,S2电路读取LOFIC 电容器的电压值。

工作模式(b):T和S会一直打开,t5代表打开R后“FD+LOFIC”复位,然后t6开始曝光,然后t7打开X,由S2读出光信号值电路,最后t8继续导通R,然后S2电路读取参考值。

_三星新机曝光_索尼单拍阶段曝光

如果时序图太抽象难以理解也没关系。如下图所示,通过具体的工作图可以增强理解。 (b)工作模式是S2电路第二次采样的具体步骤——所以第二次曝光是模拟的。指示性而非实际暴露。

S2电路的复位过程和复杂的读出操作是做什么用的?这与像素电路的各种背景噪声有关,迂回的工作流程就是消除这些背景噪声。

打个简单的比方:重置相当于抽出旧水,放入新水,但有些残留水并不能完全抽出。此时只能测量残余水位;然后放水测量总水位,最后从剩余水位中减去总水位。水位是新水的精确量。

三星新机曝光_索尼单拍阶段曝光_

索尼单拍阶段曝光__三星新机曝光

经过这些复杂的工作流程,最终可以得到三个转换增益值:FD读出值、LOFIC读出值和“FD+LOFIC”读出值。这三个转换增益是后续HDR合成的基础。 。

基于这个设计特点,FD电容可以设计得尽可能小,LOFIC电容可以设计得尽可能大,这意味着转换增益值的上限得到了极大的扩展!三种转换增益值的应用可以应对更复杂的照明场景。

当然,工艺复杂、占地面积大、成本高也是LOFIC技术的明显缺点。而且,从荣耀Ultra版的商用成绩来看,OV50K并没有展现出官方宣传的动态范围碾压实力。

_索尼单拍阶段曝光_三星新机曝光

总结:

1. DCG-HDR - OV48C 是业界首创。三星称之为Smart-ISO Pro技术,可以通过四合一像素完成高低转换增益的单次曝光HDR合成,从而有效地将动态范围扩展到低光侧。

2. DAG-HDR——三星HP2业界率先推出,并更名为DSG-HDR。它可以针对图像的暗部和亮部匹配不同的模拟增益,避免由于暗部需要高转换增益而导致亮部过曝。高光侧动态非常出色。

3、DAG&DCG HDR——三星HP2仍然是业界首创,即“DSG+Smart-ISO Pro”技术组合,完美结合了这两种技术在弱光侧的动态扩展和高光侧,并且仍然是无伪影的单曝光 HDR。

4.&LOFIC——OV50K是LOFIC技术和DAG-HDR技术的结合,但商业化后,在行业内并不具备明显的领先优势,其动态范围值仍然受到“极短交错曝光HDR”的困扰。现象。

_索尼单拍阶段曝光_三星新机曝光

_索尼单拍阶段曝光_三星新机曝光

如上图所示,OV50H技术文档中的HDR支持列表清楚地表明了VS RAW的存在,而这个VS指的是Very Short,意思是“非常短的交错曝光”。 OV50K技术文档中也有VS。存在。

也就是说,大家在宣传单张中曝光HDR技术时所标注的动态范围,都是基于相同的技术条件。然而,Howe 混合了多重曝光 HDR 的动态范围扩展帧。这种水汪汪的效果不太好。是时候夸一下了

由此也可以看出,豪威虽然是CIS领域的国产之光,但在与索尼、三星竞争时仍处于弱势地位,因此在推广时往往处于“小米爱得分”的状态它的技术。

但总的来说,还是要靠脚踏实地的努力,才能让国货崛起。毕竟豪威凭借过硬的技术和国产标签,在手机用户中的接受度很高。没必要模仿小米,用“跑分”来这么做。提升技术能力。

索尼单拍阶段曝光_三星新机曝光_

结尾

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