我們聯(lián)系了索尼，試圖了解更多關于即將推出的谷歌Pixel和Pixel XL手機以及小米Mi 5S使用的IMX378傳感器的信息。遺憾的是，索尼目前還無法發(fā)布Exmor RS IMX378傳感器的數(shù)據(jù)表，但它們非常有幫助，可以為我們提供一些之前未發(fā)布的關于IMX378的信息。

首先，名字本身就不對。雖然有傳言稱該產品將成為之前Nexus 5X和Nexus 6P使用的IMX377等Exmor R系列背光(BSI)CMOS傳感器的一部分，但我們在索尼的聯(lián)系方式告訴我們，IMX378將被視為索尼Exmor RS系列堆疊式BSI CMOS傳感器的一部分。

從IMX377到IMX378的很多方面，包括像素尺寸(1.55m)和傳感器尺寸(7.81 mm)保持不變，但增加了一些關鍵功能。也就是說，它現(xiàn)在是與PDAF的堆疊BSI CMOS設計，增加了索尼的SME-HDR技術，對高幀率(慢動作)視頻有更好的支持。

堆疊式互補金屬氧化物半導體

背光本身是一個非常有用的功能。自2010年HTC Evo 4G以來，在過去的幾年里，它已經成為旗艦智能手機中幾乎標準的功能。它可以使相機捕捉更多的光線(以增加噪音為代價)。移動一些傳統(tǒng)上位于光電二極管前面和前光傳感器后面的結構。

背光用CMOS傳感器的設計

出乎意料的是，與大多數(shù)相機技術不同，背光在DSLR之前首次出現(xiàn)在手機中，這在很大程度上是由于難以制造大型BSI傳感器。第一個BSI APS-C傳感器是2014年在其NX1相機中發(fā)現(xiàn)的三星S5KVB2，第一個全畫幅傳感器是去年以來在Sony7RII中發(fā)現(xiàn)的索尼Exmor R IMX251。

堆疊式BSI CMOS技術通過將更多的電路從頂層移動到光電二極管后面的支撐襯底，進一步推進了這一步。這不僅使索尼能夠大大減小圖像傳感器的尺寸(允許在相同的占用面積上使用更大的傳感器)，而且使索尼能夠單獨打印像素和電路(即使在不同的制造工藝中)，從而降低缺陷風險，提高產量，并實現(xiàn)光電二極管和支持電路之間的更專業(yè)化。

索尼Exmor R vs Exmor RS BSI vs堆疊式BSI CMOS圖像傳感器

比例輔助通氣

Cmglee相位檢測自動對焦示例PDAF IMX378增加了相位檢測自動對焦功能，去年Nexus手機和IMX377都不支持該功能。它使相機能夠有效地利用傳感器上不同點之間的光強差異來確定相機要聚焦的物體是在焦點的前面還是后面，并相應地調整傳感器。與過去在許多相機上看到的傳統(tǒng)的基于對比度的自動對焦相比，這在速度和精度上取得了很大的進步。因此，我們看到了使用PDAF手機的絕對爆炸式增長，這已經成為一個巨大的營銷流行語，并被視為整個行業(yè)相機營銷的核心。

雖然對焦不如三星Galaxy S7的雙光電二極管PDAF(也稱為“雙像素PDAF”和“雙像素自動對焦”)快，但它通過包含兩個光電二極管，允許每個像素用于相位檢測。對于每個像素，PDAF和激光自動對焦的組合應該仍然是有效的組合。

高幀速率/hfr

最近，有很多關于高幀率相機(用于消費應用和專業(yè)電影制作)的討論。能夠以更高的幀速率拍攝不僅可以用來以正常速度創(chuàng)建令人難以置信的平滑視頻(這對于體育和其他高速場景非常理想)，還可以在一切都變慢時創(chuàng)建一些非常有趣的視頻。

慢動作菠蘿落水不幸的是，高幀率拍攝視頻非常困難。即使你的相機傳感器可以以更高的幀率拍攝，手機的圖像信號處理器也很難跟上。所以Nexus 5X和6P使用的IMX377雖然可以拍攝300 Hz 720p視頻和120 Hz 1080p視頻，但是我們只能看到Nexus 5X的120 Hz 720p和6P的240 Hz 720p。即使Nexus設備的頻率被限制在30 Hz，IMX377也可以在60 Hz下執(zhí)行4k視頻。

像素手機可以同時提供120 Hz 1080p視頻和240 Hz 720p視頻，這歸功于與IMX378相關的提升。IMX378在1080p時的功能提升了240 Hz。

該傳感器還可以更快地拍攝全分辨率連拍照片，10位輸出增加到60 Hz，12位輸出增加到40 Hz(分別從40 Hz和35 Hz增加)，這將有助于減少使用HDR時的運動模糊和相機抖動。

傳統(tǒng)上，HDR對于視頻是一種妥協(xié)。您可以將幀速率降低一半，也可以將分辨率降低一半。結果，很多原始設備制造商甚至都不擔心，三星和索尼是為數(shù)不多的實施它的公司。甚至三星Galaxy Note 7也僅限于1080p 30 Hz錄制，部分原因是HDR視頻的計算成本較高。

紅色數(shù)字電影攝影機公司被稱為

另一種傳統(tǒng)方法(索尼稱其為Binning Multiplexed Exposure HDR(BME-HDR))為傳感器中的每兩行像素對設置不同的曝光設置，以同時創(chuàng)建兩個半分辨率圖像，然后將其合并在一起放入一個用于視頻的HDR幀。盡管此方法避免了與HDRx相關的問題，即幀速率的降低，但它還有其他問題，特別是分辨率的降低以及在兩組線之間如何更改曝光的限制。

空間多路曝光(SME-HDR)是Sony使用的一種新方法，可以使他們以傳感器可以的全分辨率和全幀速拍攝HDR。它是“ 空間變化曝光”的一種變體，它使用專有算法使Sony能夠捕獲以棋盤格樣式排列的暗像素和亮像素的信息，并推斷出暗圖像和亮圖像的全分辨率圖像。

不幸的是，索尼無法為我們提供有關確切模式的更詳細的說明，他們可能永遠也無法透露它-在采用尖端技術時，公司往往會把牌打得離他們的胸膛非常近，可以在HDR中看到，甚至Google都擁有自己的HDR照片專有算法，稱為HDR +。不過，仍然有一些公開可用的信息可用于整理信息。哥倫比亞大學的Shree K. Nayar發(fā)表了幾篇論文(其中一篇與Sony的Tomoo Mitsunaga合作)，其中包含使用空間變化曝光的不同方法以及可以實現(xiàn)此效果的不同布局。以下是在RGBG圖像傳感器上具有四個曝光級別的布局示例。這種布局聲稱能夠實現(xiàn)單個捕獲的全分辨率HDR圖像，而空間分辨率則僅損失約20%，具體取決于場景(與Sony宣稱的SME-HDR相同)。

索尼已經在一些圖像傳感器中使用了SME-HDR，包括最近已廣受歡迎的IMX214(用于Asus Zenfone 3 Laser，Moto Z和Xperia X Performance )，但與去年使用的IMX377相比，它是IMX378的新增功能。啟用S??ME-HDR時，它可使攝像機傳感器在60 Hz時輸出10位全分辨率和4k視頻。盡管該過程中其他地方的瓶頸將導致下限的提高，但與IMX377的能力相比，這是一個了不起的進步，并且預示著未來將有美好的事情發(fā)生。

與IMX377相比，IMX378的重大改進之一是它能夠處理更多的片上圖像處理，從而減輕了ISP的工作量(盡管ISP仍然能夠請求RAW圖像數(shù)據(jù)，具體取決于如何OEM決定使用傳感器)。它可以處理許多小的事情，例如缺陷校正和本地鏡像，但是更重要的是，它還可以處理BME-HDR或SME-HDR，而無需涉及ISP。通過為將來的電話上的ISP釋放一些開銷，這有可能成為未來的主要差異。

我們要再次感謝索尼為創(chuàng)建本文提供的所有幫助。我們非常感謝Sony在幫助確保此功能的準確性和深度方面所付出的辛勤工作，尤其是允許我們發(fā)現(xiàn)有關IMX378的一些以前未發(fā)布的信息。

話雖這么說，真是太可惜了，很難訪問其中的某些信息，甚至是基本產品信息。當公司試圖在其網站上放置信息時，它通常是相當難以訪問和不完整的，很大程度上是因為它通常被視為公司員工的次要問題，他們更專注于其主要工作。處理公眾關系的專職人員可以為公眾提供和訪問這種類型的信息，這有很大的不同，而且我們看到有些人試圖在閑暇時間做到這一點。即使在Sony Exmor Wikipedia文章本身上，在幾個月的時間里，只有一個人在業(yè)余時間奠定了從幾乎毫無用處的基礎上進行學習的基礎1,715字節(jié)的文章多年來一直是差不多的，而現(xiàn)在我們可以看到有185個不同的編輯者的?50,000字節(jié)的文章?？梢哉f，這是在線上有關Sony Exmor傳感器產品線的最佳信息存儲庫，在其他文章上我們可以看到非常相似的模式。一位專職作家可以在客戶比較各種產品的難易程度以及受過教育的感興趣的消費者對該主題的態(tài)度方面產生重大變化，這可能會產生深遠的影響。但這是另一個話題。

與往常一樣，我們不知道這些硬件更改將如何影響設備本身。很顯然，我們將不會獲得4k 60 Hz HDR視頻(并且可能根本不會獲得HDR視頻，因為Google尚未提及)，但是更快的全分辨率拍攝可能會極大地幫助HDR +，我們將看到新型傳感器的改進也以其他類似的小而實質的方式滴入了手機。