三星GN2和smart-ISO:双增益?更强的弱光性能?
三星的GN2早就推出,手机厂商片面的传感器战争也在催生出一个又一个大传感器。不仅如此,一个又一个名词冒出来。而三星的GN2以及伴随的smart-ISO Pro就让我带点了兴趣。
三星GN2的Smart-ISO pro在网页下面一排的SPEC里面写的是iDCG。iDCG的完整名字是Intra-sence Dual Convert Gain,也就是场景内双转换增益。
场景内双转换增益就非常容易让人想到,双转换增益。不管是双增益还是双原生ISO,本质都是类似的。这就可以去看我之前的内容,并且掌握我之前内容的一个核心:硬件上的双原生ISO还是双增益,两者都是模拟信号的增益,并且两者叠加可以达到更大增益。这并不会影响具体,传感器以什么形式输出,也可以实现更大增益水平和更低的读取噪声。
而这里可以拉出来三星GN2的模拟增益。配置上写了,模拟增益16倍,也就是说三星GN2的模拟信号增益只能达到24dB。这里再来出来三星的HM3和GW3,前者也拥有iDCG,后者则没有。
可以看到,HM3和GW3,乃至GN2,全分辨率的输出模拟增益都是16倍。也就是说,这些图像传感器都拥有24dB的放大器,而且Smart-ISO pro,也就是写了iDCG的传感器,在这基础之上也没有其他的模拟增益。
可以看到,GW3甚至拥有这些传感器中最高模拟增益64倍放大。但是这个并不是全分辨率输出的水平,它实际上是像素合并之后等效的放大到了64倍。这个像素合并是每个像素的输出电压通过ADC量化之后,又ISP累加。累加之后,这相当于拥有一个12bit的ADC,以10bit输出就可以只取其中的0-4095,这项就等效的相当于拥有了4倍的增益。
类似的,GN2和HM3的其他高增益都只能在合并像素之后输出,这实际上是通过ISP的等效增益。类似的事,只要是个四拜尔甚至九拜尔色彩滤镜的都能实现。
Smart-ISO本身的概念就是,取决于环境,自动优化传感器的ISO(模拟信号增益)设置。而Smart-ISO pro在三星的宣传上是和staggered-HDR放一起的。后者事通过单像素长曝光读出之后迅速进行短曝光,通过这种方式,避免了传统多张HDR合成过程中,两帧之间的间隔造成的时间性artifacts。而Smart-ISO pro则很可能就是索尼WDR模式,多拜尔阵列下,让部分像素进行短曝光,部分像素进行长曝光,两个曝光同时进行。这样长短曝光都是同时进行,就几乎完全的消除了时间性的artifacts。而这也限制了模拟增益的范围,所以Smart-ISO pro只能进行基本的模拟增益,在这基础上拓展单张的动态范围,而不能在弱光拍摄提升性能。
大佬啊