Sony Semiconductor Solutions Corporation hat seinen mobilen Bildsensor der nächsten Generation, den LYTIA 901, offiziell vorgestellt.Der 12-Zoll-CMOS-Sensor verfügt über etwa 200 Millionen effektive Pixel und bietet erhebliche Verbesserungen in mehreren DimensionenDieser Artikel liefert eine objektive technische Analyse der Kernmerkmale des Sensors und seiner möglichen Auswirkungen auf die mobile Bildgebung.
I. Pixel-Architektur: Ausgleich von hoher Auflösung und hoher Empfindlichkeit
Der LYTIA 901 verwendet eine Pixelhöhe von 0,7 μm und erreicht eine hohe Dichte von etwa 200 Millionen Pixeln innerhalb seiner 1/1,12-Zoll-Sensorgröße.Bei hohen Pixelzahlen wird die Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen oft beeinträchtigt, geht Sony diesen Kompromiss mit zwei technischen Ansätzen an:
1. Quad-Quad Bayer Coding (QQBC) -Array
QQBC verwendet angrenzende 16-Pixel-Einheiten, die aus identischen Farbfiltern bestehen.die Signale dieser 16 Pixel werden kombiniert und als ein einziges gleichwertiges Pixel verarbeitetDas bedeutet:
Täglicher Aufnahmemodus: Erzeugt etwa 12,5-Megapixel-Fotos (200 Millionen ÷ 16), wobei jedes gleichwertige Pixel 2,8 μm misst.Dies gewährleistet die Empfindlichkeit bei schlechten Lichtverhältnissen wie Nachtbildern und Innenräumen.
Hochauflösungsmodus: Benutzer können sich für die Ausgabe von Rohdateien mit 200 Megapixel entscheiden, um extreme Details zu erfassen.
2. Optimierung der Pixelstruktur
Sony hat die Pixelstruktur und das Farbfilter-Array verbessert, wobei die erhöhte gesättigte Signalkapazität - eine grundlegende Metrik, die den dynamischen Bereich bestimmt - Priorität hat.Durch die verbesserte Sättigungssignalkapazität kann jedes Pixel mehr Photoelektronen aufnehmen, wodurch eine größere Bandbreite an Lichtinformationen in einer einzigen Belichtung erfasst wird.
II. KI-On-Chip-Verarbeitung: Durchbruch in der Array-Neuanordnungstechnologie
Das QQBC-Array erfordert eine Umwandlung zurück in ein Standard-Bayer-Array, um herkömmliche RGB-Bilder auszugeben, ein Prozess, der traditionell vom mobilen Anwendungsprozessor (AP) erledigt wird.Die Innovation von LYTIA 901 liegt darin,:
AI-Learning Array Rearrangement Schaltkreis
Sony hat direkt eine für die QQBC-Anordnung optimierte KI-Verarbeitungsschaltung innerhalb des Sensors selbst integriert.
Erweiterte Detailwiederherstellung: Herkömmliche Algorithmen erzeugen häufig Artefakte oder Detailverlust bei der Verarbeitung von Hochfrequenzkomponenten (z. B. komplizierte Muster, Textkanten).Durch Lernen aus umfangreichen Proben, das KI-Modell genauere Farbinformationen aus zusammengeführten Pixeln wiederherstellt.
Optimierung der Verarbeitungseffizienz: Die On-Chip-Integration eliminiert die Datenübertragungsverzögerung zwischen Sensor und AP und ermöglicht eine Echtzeitverarbeitung.es unterstützt 30fps Videoaufnahme mit 4K Auflösung mit bis zu 4x Zoom.
Laut der Sony-Forschung ist dies die erste Implementierung der AI-Array-Neuanordnung, die in einem mobilen CMOS-Bildsensor integriert ist.
III. HDR-Technologie-Suite: mehrschichtige Dynamic Range Enhancement
LYTIA 901 beinhaltet drei HDR-bezogene Technologien für verschiedene Anwendungsszenarien:
1. DCG-HDR (Dual Conversion Gain)
Durch die Aufnahme von Pixelsignalen auf zwei unterschiedlichen Verstärkungsstufen während einer einzigen Belichtung und deren Synthese ermöglicht diese Technologie HDR-Bildgebung mit bis zu 4x Zoom.Der Vorteil liegt in der Einbildsynthese., wodurch es ideal zum Vermeiden von Bewegungsausblendung bei der Aufnahme bewegter Objekte geeignet ist.
2Ein guter 12-Bit-ADC.
Das Upgrade von der traditionellen 10-Bit-Analog-Digital-Konvertierung auf 12-Bit erweitert die Farbverteilung von 1024 Stufen auf 4096 Stufen.Dies reduziert die Bildqualitätsdiskontinuitäten in den Übergangszonen zwischen Licht und Schatten erheblich, wie z.B. Abendhimmel oder Schräglicht.
3. HF-HDR (Hybrid Frame HDR)
Durch die Synthese von DCG-Daten mit einem zusätzlichen Kurzbelichtungsrahmen übersteigt der Dynamikbereich 100 dB (erfordert Aktivierung im Akkumulationsmodus mit 16 Pixeln).Dieser Wert übersteigt die Dynamikbereichs-Spezifikationen der meisten Smartphone-Sensoren, so dass es ideal für kontrastreiche Szenarien wie Sonnenauf- und Sonnenuntergänge und hintergrundbeleuchtete Porträts geeignet ist.
IV. Zoom-Fähigkeit: Technischer Support für Lösungen mit einer einzigen Kamera
Der LYTIA 901-Technologie-Stack zielt auf eine spezifische Anwendung ab: die Erreichung eines hochwertigen Zooms durch eine einzige Hauptkamera.
Bei herkömmlichen Multi-Kamera-Setups wird der 2x-3x Brennbereich typischerweise von einem dedizierten Teleobjektiv verwaltet, das unter hohen Kosten, großen Platzanforderungen,und inkonsistente Bildqualität beim Wechseln von mehreren KamerasLYTIA 901 geht diesen Herausforderungen durch folgende Maßnahmen entgegen:
- Auflösung von 200 MP, die genügend Platz für das Zuschneiden bietet
- QQBC-Array, das während des Zooms die Pixel dynamisch neu ordnet, um Details wiederherzustellen
- KI-On-Chip-Verarbeitung, die Echtzeitleistung gewährleistet
HDR-Technologie sorgt für eine optimale Leistung im gesamten Zoombereich
Ob diese Lösung physische Teleobjektive in der realen Aufnahme ersetzen kann, hängt von der Reife des AI-Array-Neuanordnungsalgorithmus ab.Sie bietet Vorteile im mittleren Zoom-Spektrum (2x-4x), aber der digitale Zoom über 4x hinaus stützt sich immer noch auf traditionelle Interpolationsalgorithmen.
V. Technische Spezifikationen auf einen Blick
Spezifikation des Artikels
Modell LYTIA 901
Sensor Größe 1/1,12 Zoll
Wirkliche Pixel: ca. 200 Millionen
Pixelgröße 0,7 μm
Pixel-Array Quad-Quad Bayer-Codierung (16-Pixel-Bining)
Auf dem Chip verarbeitende KI-Lernende Array-Neuanordnungsschaltungen
HDR-Technologie DCG-HDR, Fine12bit ADC, HF-HDR (100dB+)
Video-Fähigkeiten 4K 30fps HDR-Aufnahme bei 4x Zoom
Bezeichnungskonvention Einheitlich übernimmt das Format LYTIA (Produktnummer)
VI. Auswirkungen auf die Industrie und Aussichten
Die Einführung des LYTIA 901 spiegelt zwei Trends in der Entwicklung von Smartphone-Bildsensoren wider:
Trend 1: Migration von KI-Verarbeitung auf Sensor-Front-End
Die Integration von KI-Algorithmen in den Sensor selbst, anstatt sich ausschließlich auf den ISP des Hauptchips zu verlassen, hilft, die Latenzzeit zu reduzieren und die Energieeffizienz zu verbessern.Dieser Ansatz könnte zu einer Umstrukturierung der Rollen zwischen Sensor- und Chipherstellern führen..
Trend 2: Das Potenzial von Ein-Kamera-Lösungen zur Ersetzung von Multi-Kamera-Setups
Wenn eine einzige Hauptkamera gemeinsame Brennweiten von Weitwinkel bis Mittelteleobjekten abdecken kann, gewinnen Smartphone-Hersteller eine größere Designflexibilität.Dies ermöglicht es ihnen, die Anzahl der Kameras zu reduzieren und die Kosten zu senken, während gleichzeitig der freigesetzte Platz für größere Batterien oder dünnere Körper genutzt wird.
Natürlich erfordert die tatsächliche Leistung von LYTIA 901 immer noch echte Tests, sobald Geräte mit ihm auf den Markt kommen.Zu den wichtigsten zu überwachenden Bereichen gehört die Wirksamkeit von KI-gesteuerten Array-Neuanordnungsalgorithmen, HDR-Stabilität unter unterschiedlichen Lichtverhältnissen und Konsistenz der Zoom-Bildqualität.
Für die Verbraucher signalisiert die Ankunft des LYTIA 901 eine Zukunft, in der sich die Smartphone-Fotografie möglicherweise nicht mehr auf "Zählkameras" stützt, um die Bildverarbeitung zu beurteilen.
