Сочетая в себе сверхвысокое разрешение, быструю автофокусировку и беспрецедентное качество работы при слабом освещении, новейший датчик изображения от Samsung позволяет запечатлеть любой момент с безукоризненной детализацией. Samsung представила сенсор в начале месяца и сегодня мы расскажем, как именно сенсор ISOCELL HP1 изменит мир мобильной фотографии.

200 миллионов пикселей

Сверхвысокое разрешение ISOCELL HP1 – это прорыв вперед в мобильной фотографии. В сенсоре используются разработанные Samsung пиксели размером 0,64 мкм с технологией Tetra²pixel^*, и это первый в мире датчик изображения с разрешением 200 мегапикселей.

Сверхвысокое количество пикселей позволяет точно запечатлеть все важные моменты. Благодаря этому фотографии, снятые с помощью датчика ISOCELL HP1, содержат огромное число деталей даже при кадрировании или увеличении. Чтобы пользователи могли в полной мере раскрыть весь потенциал 200-мегапиксельного сенсора, ISOCELL HP1 оснащен новой гибридной технологией биннинга (объединения пикселей) 4×4 от Samsung. Это означает, что сенсор способен настраивать режимы объединения пикселей в соответствии с условиями съемки, используя для этого сложные алгоритмы программного перераспределения (remosaic) на основе технологий глубокого обучения.

Кроме того, реализованная в датчике технология объединения пикселей позволяет записывать видео высокой четкости в формате 8K с минимальными потерями в поле зрения. Данная технология создает из четырех пикселей один большой пиксель размером 1,28 мкм, благодаря чему вы можете снимать видео 8K со скоростью 30 кадров в секунду и ролики в разрешении 4K в режиме замедленной съемки со скоростью 120 кадров в секунду.

Ночная съемка

Высокая зернистость, характерная для фотографий, снятых при слабом освещении, осталась в прошлом. Благодаря реализованным в ISOCELL HP1 технологии объединения пикселей, режиму Smart-ISO и поддержке мультисемплинга фото получаются четкими и детализованными даже в темноте.

При съемке в условиях низкой освещенности технология гибридного объединения пикселей 4×4, одна из самых универсальных инноваций в ISOCELL HP1, позволяет объединить 16 пикселей в один размером 2,56 мкм. Это значительно улучшает способность сенсора поглощать свет, поэтому на ярких фотографиях с разрешением 12,5 МП заметно меньше шума.

В то же время, режим Smart-ISO позволяет датчику ISOCELL HP1 интеллектуально адаптироваться к различным условиям освещения. Так, при тусклом свете он переключается в режим High ISO, благодаря чему получаются более яркие и четкие фотографии. При хорошем освещении он выбирает режим Low ISO, чтобы обеспечить точность цветопередачи. Наконец, реализованная в сенсоре технология мультисэмплинга помогает снизить шумы, анализируя множественные показания каждого пикселя и усредняя их.

Яркие и насыщенные фото в формате HDR

Сенсор ISOCELL HP1 обеспечивает кристально чистую детализацию с яркими цветами, что делает фотографии невероятно живыми. Это стало возможным благодаря применению передовых технологий, таких как Staggered HDR и Smart-ISO Pro.

Staggered HDR позволяет получить широкий динамический диапазон в 100 дБ. Она делает кадры с короткой, средней и длинной выдержкой для получения точной экспозиции затененных и светлых участков. Затем она объединяет эти данные в одно четкое и детализированное изображение, даже если съемка велась в условиях смешанного освещения. Кроме того, сенсор ISOCELL HP1 поддерживает технологию Smart-ISO Pro, которая расширяет возможности Smart-ISO и улучшает запись HDR-видео, обеспечивая более высокую четкость при съемке движущихся объектов.

С акцентом на современный темп жизни

Чтобы пользователям было проще запечатлеть даже самые мимолетные моменты, Samsung оснастила ISOCELL HP1 быстрой и точной автофокусировкой. Это стало возможным благодаря используемой в датчике изображения технологии обнаружения фазы Double Super PD. Технология Double Super PD насчитывает вдвое больше пикселей автофокусировки, чем Super PD. Эти пиксели покрыты микро-объективами для автофокусировки, что позволяет быстрее фокусироваться на быстро движущихся объектах и снимать потрясающий контент.

За счет своего революционного разрешения и передовых технологий сенсор ISOCELL HP1 обеспечивает совершенно новый уровень детализации. Получайте максимум от каждого момента с датчиком изображения, созданным для новой эры мобильной фотографии.

*Технологический термин “Tetra²pixel” был обновлен в июле 2022 года.

ISOCELL HP1: фото потрясающего разрешения 200 Мп и кристально четкое видео 8K

ISOCELL HP1 — первый в отрасли датчик изображения для мобильных устройств с разрешением 200 Мп. В сенсоре с размером пикселя  0,64-мкм сочетаются сверхвысокое разрешение и компактный корпус, который подходит для современных мобильных устройств. Снимки, сделанные на ISOCELL HP1, отличаются невероятной детализацией и остаются четкими даже при кадрировании или увеличении.

Благодаря технологии объединения пикселей ChameleonCell сенсор ISOCELL HP1 позволяет снимать в условиях недостаточного освещения. В зависимости от условий съемки, технология автоматически снижает разрешение для получения лучшей картинки. При слабом свете HP1 объединяет 16 пикселей, таким образом, разрешение снижается в 16 раз, до 12,5-Мп, но размер самих пикселей увеличивается до 2,65 мкм. Пиксель размером 2,56 мкм способен поглощать больше света и обладает большей чувствительностью, благодаря чему пользователь может создавать яркие и четкие фото даже в сумерках. При ярком свете датчик позволяет снимать ультрачеткие кадры с разрешением 200 Мп.

ISOCELL HP1 поддерживает создание видео в формате 8K со скоростью 30 кадров в секунду (fps) с минимальными потерями в поле обзора. Для съемки видео в качестве 8K (7 680 x 4 320) без необходимости кадрирования или уменьшения разрешения ролика, HP1 объединяет четыре соседних пикселя, чтобы снизить разрешение до 50 Мп (8 192 x 6 144).

ISOCELL GN5: мгновенная съемка сверхчетких фото высокого разрешения со сверхбыстрой технологией фокусировки

ISOCELL GN5 — первый в отрасли датчик изображения с размерами пикселя 1 микрометр, в котором применяется технология всенаправленной автофокусировки Dual Pixel Pro. Это означает что в каждом пикселе сенсора находятся два самых маленьких на рынке фотодиода, что обеспечивает мгновенную автофокусировку и большую четкость как при ярком, так и при слабом освещении.

В сенсоре также впервые отрасли вместе с технологией Dual Pixel применяется решение Front Deep Trench Isolation (FDTI). Несмотря на микроскопический размер диодов, благодаря FDTI каждый из них поглощает и удерживает больше световой информации. В результате чего качественная съемка возможна даже в условиях плохой освещенности или если объекты быстро движутся.

Образцы Samsung ISOCELL HP1 и GN5 уже доступны.

* Samsung впервые анонсировала свою технологию ISOCELL в 2013 году. Она сокращает  перекрестные цветовые помехи между пикселями за счет установки физического барьера между ними, что придает точкам небольшого размера большую точность цветопередачи. На базе этой технологии компания представила первый в отрасли датчик изображения с размером пикселя 1 мкм в 2015 году и 0,9-мкм датчик в 2017 году. Samsung продолжает совершенствовать методы изоляции пикселей с помощью технологий ISOCELL Plus и ISOCELL 2.0.

Реализованное в датчике решение CornerPixel обеспечивает расширенное поле обзора для более безопасного управления автомобилем.

Компания Samsung Electronics представила свой первый сенсор изображения для автомобилей ISOCELL Auto 4AC. Он создан, чтобы улучшить изображение, которое поступает на экран в автомобиле с камер. Новая технология поможет водителям управлять транспортным средством при плохом освещении.

Встроенная поддержка HDR обеспечивает сенсору динамический диапазон 120 дБ, он также оснащен функцией подавления мерцания светодиодов (LED flicker mitigation, LFM), что особенно актуально для мониторов кругового обзора (SVM) и камер заднего вида (RVC), работающих с высоким разрешением (1280×960). Новый сенсор – это первое решение Samsung для обработки изображений, оптимизированное для применения в автомобилях.

Резкое изменение дорожного освещения, например, при выезде из туннеля, может помешать водителю, поскольку глазам потребуется несколько секунд, чтобы приспособиться к новым условиям. Кроме того, мерцание светодиодных ламп в фарах или дорожных знаках, а также в уличных фонарях и светофорах, становится все более заметным на экранах камер автомобильных систем.

Сенсор ISOCELL Auto 4AC создает условия для более безопасного вождения и расширяет поле обзора благодаря технологии CornerPixel. Эта технология использует особую организацию пикселей, что позволяет снизить воспринимаемую яркость светодиодов, работающих на частотах более 90 Гц. Для этого внутри зоны, отвечающей за каждый пиксель получаемого изображения, размещены два фотодиода: один размером 3 микрона для обработки изображений с низким уровнем освещенности, и второй размером 1 микрон – сбоку от большого фотодиода – для обработки более ярких изображений. Благодаря двум фотодиодам на пиксель, снимающим изображение с разной экспозицией одновременно, датчик позволяет получить расширенный динамический диапазон (HDR) до 120 дБ с минимальным размытием движения, обеспечивая более плавные переходы между темными и светлыми зонами и отображая дорожную ситуацию с лучшей детализацией.

Чтобы свести к минимуму мерцание от светодиодов, время экспозиции меньшего фотодиода может быть увеличено, в результате чего на экране камеры не будет видно мерцание от пульсирующих светодиодов. Все это позволяет получить более точные изображения объектов со встроенной светодиодной подсветкой, которые должны распознаваться автомобильными системами.

Датчик ISOCELL Auto 4AC  соответствует строгим требованиям стандарта AEC-Q100 Grade 2, в том числе может работать при температуре от -40°C до 125°C, и уже поступил в массовое производство. Это первое решение Samsung для обработки изображений, оптимизированное для применения в автомобилях, в будущем компания планирует расширить линейку и представить модели для систем видеонаблюдения (CMS), решений автономного вождения и систем внутрисалонного мониторинга.

* Примечание для редакторов: фактическая производительность зависит от устройства и условий эксплуатации.

* Samsung впервые анонсировала свою технологию ISOCELL в 2013 году. Она сокращает перекрестные цветовые помехи между пикселями за счет установки физического барьера между ними, что придает точкам небольшого размера большую точность цветопередачи. На базе этой технологии компания представила первый в отрасли датчик изображения с размером пикселя 1,0 мкм в 2015 году и 0,9-мкм датчик в 2017 году. Samsung продолжает совершенствовать приемы и методы изоляции пикселей в технологиях ISOCELL Plus и ISOCELL 2.0.

Динамический диапазон, который определяет самые яркие и темные части кадра, является ключом к созданию красочных изображений на вашем смартфоне. Однако даже самые лучшие доступные сегодня цифровые камеры не могут соответствовать динамическому диапазону человеческого глаза.

Чтобы максимально увеличить динамический диапазон камер смартфонов, инженеры Samsung разработали инновационное решение с расширенным динамическим диапазоном (HDR) для мобильных датчиков изображения – Smart-ISO Pro.

Как датчики изображения улавливают свет

Чтобы понять, как Smart-ISO Pro создает яркие динамические изображения, важно разобраться, как датчики изображения улавливают свет и как работает светочувствительность датчика.

В цифровой фотографии коэффициент преобразования определяет светочувствительность датчика изображения и используется для преобразования света в напряжение. При съемке в условиях низкой освещенности детали в темных областях могут быть потеряны, если коэффициент преобразования слишком низкий. Напротив, датчик изображения может быть не в состоянии сохранить достаточную информацию о цвете, если коэффициент преобразования в более яркой среде слишком высок.

Большинство мобильных датчиков изображения имеют фиксированный коэффициент преобразования. Это усложняет смартфонам съемку высококачественных фотографий в различных условиях освещения. В этом случае проблема может стать еще более заметной в условиях смешанного освещения с экстремальными расхождениями, – например, портреты с задней подсветкой.

Профессиональная фотография стала ближе

Чтобы камеры смартфонов могли передавать четкие изображения даже в различных условиях освещения, Samsung разработала технологию Smart-ISO для своих датчиков изображения. Это решение оснащает датчики изображения двумя уровнями усиления преобразования и режимом высокого и низкого ISO, что позволяет камере выбирать оптимальные настройки в зависимости от окружающей среды.

При слабом освещении режим высокого ISO преобразует свет в напряжение с более высоким коэффициентом, чтобы наиболее полно передать детализацию в тени при одновременном снижении шума. Режим низкого ISO также максимизирует емкость каждого отдельного пикселя, чтобы предотвратить перенасыщение и улучшить цветопередачу в более ярких частях кадра.

После разработки Smart-ISO инженеры Samsung начали изучать способы объединения двух уровней усиления преобразования в одном датчике изображения для улучшения динамического диапазона. Результатом стал Smart-ISO Pro, которое позволяет датчику изображения делать одну фотографию HDR с преимуществами режимов высокого и низкого ISO.

Когда камера смартфона делает снимок, Smart-ISO Pro сначала преобразует информацию о освещении сцены в сигнал напряжения в режимах высокого и низкого ISO соответственно. Затем искусственный интеллект объединяет результаты работы двух режимов вместе, чтобы создать изображение с высоким динамическим диапазоном. Это позволяет датчику изображения выявлять детализацию более темных областей, сохранять естественный цвет светлых областей и в конечном итоге создавать реалистичные изображения.

Взрыв цвета

Сила технологии Smart-ISO Pro выходит за рамки ее способности точно захватывать контрастные светлые и затемненные области. Благодаря поддержке 12-битной глубины цвета технология также обеспечивает беспрецедентную точность цветопередачи. Пиксели в датчиках изображения записывают информацию о цвете в виде двоичных цифр, также известных как биты. Чем больше бит на пиксель, тем больше цветов может воспроизводить датчик.

Объединив информацию из двух 10-битных изображений вместе, Smart-ISO Pro может передать более 687 миллиардов цветов, что в 10 раз больше, чем одно 10-битное изображение. При съемке в профессиональном режиме смартфона 12-битные изображения HDR могут быть сохранены в формате RAW, что дает пользователям больше возможностей при настройке экспозиции, баланса белого, цвета и других параметров в профессиональных фоторедакторах.

Интеграция Smart-ISO Pro в датчики изображения ISOCELL от Samsung – это еще один способ компании предоставить пользователям профессиональные решения для мобильной фотографии. Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть бескомпромиссную технологию Smart-ISO Pro в действии.

На видео показано, как работает ISOCELL Bright HM1, фиксируя детали, незаметные человеческому глазу:

Новый уровень детализации

ISOCELL Bright HM1 преобразует световую информацию в изображения, состоящие из 108 млн эффективных пикселей, что сравнимо со съемкой на профессиональные камеры. Полученные с использованием нового сенсора кадры настолько детализированы, что не теряют четкости даже при увеличении и кадрировании.

Это стало возможным благодаря тому, что ISOCELL Plus изолирует отдельные пиксели с помощью физических барьеров, что позволяет им собирать больше света. Такое решение максимизирует эффективность пикселей, несмотря на их небольшой размер, значительно сокращая перекрестные помехи, оптические потери и отражение света.

Зум нового поколения

ISOCELL Bright HM1 позволяет приближать изображение без ущерба для качества. Технология дает возможность делать снимки высокого качества на камеру с разрешением 12 МП с трехкратным увеличением без апскейлинга.

Этот тип «масштабирования без потерь» становится возможным, прежде всего, благодаря огромному числу пикселей на сенсоре, которое позволяет приближать часть изображения, сохраняя его высокое разрешение. Функция дополняется способностью датчика комбинировать пиксели в массивах 3×3, без необходимости передавать задачу на обработку мобильному процессору. Прямое преобразование пикселей возможно благодаря встроенному в сенсор процессору изображений (IP).

Интеллектуальный выбор светочувствительности для каждого кадра

Функция Native-ISO отвечает за определение светочувствительности (ISO) сенсора изображения. Однако одного фиксированного значения ISO для матрицы недостаточно, поскольку она должна адаптироваться к различному освещению. Для того, чтобы решить эту задачу, в ISOCELL Bright HM1 используется технология Smart-ISO, которая позволяет датчику изображения интеллектуально подбирать уровень светочувствительности для каждой уникальной среды освещения.

Smart-ISO обеспечивает оптимальный динамический диапазон и пониженный уровень шумов при съемке в различных условиях. Низкий уровень ISO подходит для съемки при ярком освещении, а высокий – при слабом. Малая светочувствительность расширяет динамический диапазон на светлых участках, чтобы запечатлеть все их детали. Если камера обладает высоким показателем ISO при ярком освещении, сигнал чрезмерно усиливается, что приводит к потере информации о цвете – иначе говоря, «засвеченности». В условиях низкой освещенности высокая светочувствительность расширяет динамический диапазон на темных участках кадра, демонстрируя больше деталей.

Инновационное преобразование пикселей

Pixel-binning – это процесс, который позволяет сенсору изображения объединять смежные пиксели, чтобы улучшить поглощение ими света. Это означает, что датчик изображения делает снимки сверхвысокого разрешения днем, а в условиях низкой освещенности, например, ночью, – создает более яркие и четкие изображения со сниженным уровнем шумов.

В сенсоре ISOCELL Bright HM1 применяется технология Nonapixel^*. Подробнее о ней можно прочитать в материале «ISOCELL Bright HM1 сенсор с разрешением 108 МП, построенный на уникальной технологии Nonapixel».

Технологический термин “Nonapixel” был обновлен в июле 2022 года