和業界其他感測器到底有何不同?


個人覺得RYYB感光器本質上就是犧牲低光下的色准,來換取信噪比。

來具體說一下為什麼色準會出現問題:

首先,雖然RYYB的進光量比RGGB高,也就是說信噪比會提高,但由於Y通道是R+G得到,當最後生成真正能夠在手機屏幕上顯示的圖片時,還是要把Y轉成G: 可以簡單認為G=Y-R。那麼這個時候由於Y通道和R通道在低光下都有噪音,當二者相減是,噪音會加強(不是減弱!),所以RYYB得到的G通道顏色會比普通的RGGB噪音更大:普通RGGB只有一倍噪音,而RYYB有兩倍。所以在低光條件下,RYYB本質上就是犧牲了色准來換取低噪。

另外還有一點就是,RGGB是一個在工業上很成熟的sensor,有很多已有的調色經驗,而RYYB用的就比較少。華為第一次採用這樣的sensor,即使不考慮G通道雙倍的雜訊,也更容易出現色差問題。

至於色准和信噪比哪個更重要就是仁者見仁智者見智的問題了


按字面意思理解,假設原本rggb每個通道如果佔25%的進光量,ryyb進光量為傳統的1.4倍,那麼對應於y通道比g通道提高了1.8倍,也就是說原來g需要濾掉紅光,換成y就改通過紅光,通過比例為綠光的80%。

至於演算法,主要應該是外推,G=Y-0.8R,然後修正。

好處是?應該是夜景人造燈光中黃光居多,直接用Y分量比用R+G夜景效果好。

RGB的設定是根據人類視覺錐細胞制定的,RYYB是根據現實中綠光較少做的修正(參考摳圖用綠幕)。

以上是個人字面理解,我也想知道RYYB更深層的原理和優點。如果用cmyk色系,能進一步提高進光率。為什麼沒人用呢?希望有專業人士解答。


今年華為 P 系列旗艦 P30 Pro 依然是主打影像,而當中的亮點則屬於這顆採用了 RYYB 色彩濾鏡陣列的 4000 萬像素主攝像頭。最近在網上也看到了很多關於 RYYB 的原理解釋,講得都很粗略,也沒有說到點子上,這裡再跟大家詳細聊聊。

熟悉攝像頭的朋友應該都知道此前的相機感測器都是採用 RGBG 色彩濾鏡陣列的,那華為這次採用的 RYYB 色彩濾鏡陣列又是什麼?它對比傳統的 RGBG 又有什麼優勢呢?要從根源上了解它們的區別,就要從相機如何分辨色彩說起。

傳統的膠片相機分辨色彩主要是靠化學反應,光線一路透過對不同顏色波長敏感的銀鹽顆粒,自動在底片層上完成分色動作,可來到了 CCD 和 CMOS 時代這方法就行不通了,sensor 無法自行感知色彩,所以工程師就想辦法儘可能地模擬膠片的分色方法。

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一是 3 sensor 分色技術,通過三組同時作業的感光組件分別識別不同顏色的光,然後再經由影像處理引擎處理,還原成正常的畫面。但由於模組體積較大,耗電驚人,成本也高所以無法大範圍推廣。

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二是分段感光技術,通過切換鏡頭前的濾色片達到感光組件分別識別不同顏色的效果,可想而知拍攝的速度有多慢,自然也不能推廣。

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三就是目前廣泛使用的馬賽克分色法,主要得益於人類視覺學家的研究結果,人眼對於綠色的敏感度數倍於其它的色彩,從而數字色彩學家學會了將濾色片分成 25% 紅色、25% 藍色、50% 綠色,然後用插值演算法把另外的 75% 紅色、75% 藍色、50% 綠色計算出來,就能合成一張擁有完整色彩信息的照片。這也就是我們現在常見的 RGBG 色彩濾鏡陣列,這是一個偉大的發明,它通過軟硬結合的方式解決了光電轉換過程中色彩轉換的難題。

我們現在網上看到的 sensor 表面覆蓋著 RGBG 馬賽克片的原理圖其實不是正確的,之所以這樣做只是為了讓大家更好地了解分色的原理而已。我們從側面的結構圖可以看到,R 的濾色片其實是有「洋紅」和「黃」兩層的,分別阻擋了綠光和藍光進入,同理 G 和 B 的濾色片也一樣是兩層。光線照射進來的時候,需要的 R、G、B 分別留了下來,通過圖像處理演算法合成一張完整色彩的照片。

既然兩層的濾色片肯定會對光線有削弱的,那用一層是不是可以吸收更多的光線呢?答案是可以,這不得不佩服工程師的智慧,像圖中的黃色濾色片就阻擋了藍光進入,紅光與綠光能無礙地通過到達 sensor 上面,理論上就能吸收多一倍的光線,同理其它兩種顏色也是一樣,sensor 分別吸收到的是 CMY(CYAN-MAGENTA-YELLOW)青色、品紅、黃色三種顏色的光,由於計算機色彩理論裡面是使用 RGB 來計算,故而還需要將 CMY 轉換成 RGB 來計算,這種分色方法被稱之為補色法。

那為什麼這種方法能提高進光量,卻很少見呢?因為補色法如上面所說,雖然感光能力強了,但色彩依然需要通過演算法轉換成 RGB 來計算,一來是對圖像處理引擎有較高的要求,二來是處理不好很容易就產生色差。

看到這裡大家估計就明白了,華為這顆採用 RYYB 色彩濾鏡陣列整個結合了上述兩種方法優點,將 RGBG 裡面的 G 替換成補色法里的 Y,自然進光量從理論上來說比原來的多出一半(實際上由於光線折損並沒有這麼多),而且在演算法層面只換算 Y 對影像處理引擎來說沒那麼大的壓力。

從技術的角度看,要給華為點個贊,要知道原色法和補色法技術誕生已久,還沒有人想過將兩者合二為一併且實用在消費級產品上,我們很高興看到國產品牌在這上面邁出了第一步。

http://weixin.qq.com/r/xTq5oaLERv85rebC92-X (二維碼自動識別)


感光提高了,色准下降。要看演算法能不能救點回來了。

看了一個評測,大部分時候華為都還是挺不錯的,偶爾會有偽色出現。

p30pro夜拍長焦優勢確實很大(自己試了一下s10夜景長焦,感覺是主鏡頭變焦 這應該也能解釋為啥這麼大差距):


裝備AUBE晶元的索尼xz2p試著在正常模式 超感光模式 手動模式下挑戰了一下華為暗箱一檔,在不犧牲色準的情況下拍攝到的圖像。不禁喊出一句,索尼大法好


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