Sony Semiconductor Solutions Corporation ha presentato ufficialmente il suo sensore di immagine mobile di nuova generazione, il LYTIA 901.Il sensore CMOS da 12 pollici vanta circa 200 milioni di pixel efficaci e offre notevoli aggiornamenti in più dimensioniQuesto articolo fornisce un'analisi tecnica oggettiva delle caratteristiche principali del sensore e del suo potenziale impatto sull'imaging mobile.
I. Architettura dei pixel: bilanciamento dell'alta risoluzione e dell'alta sensibilità
Il LYTIA 901 utilizza un passo di pixel di 0,7 μm, raggiungendo un'integrazione ad alta densità di circa 200 milioni di pixel all'interno del suo sensore da 1/1,12 pollici.Pur perseguendo un alto numero di pixel spesso compromette le prestazioni a scarsa luce, Sony affronta questo compromesso attraverso due approcci tecnici:
1. Quad-Quad Bayer Coding (QQBC) Array
Questo rappresenta un'iterazione avanzata della tradizionale matrice Quad-Bayer. QQBC utilizza unità adiacenti da 16 pixel (4×4) composte da filtri a colori identici.i segnali provenienti da questi 16 pixel vengono combinati e elaborati come un unico pixel equivalenteQuesto significa:
Modalità di ripresa giornaliera: esce circa 12,5 megapixel (200 milioni ÷ 16), con ogni pixel equivalente di 2,8 μm.Questo garantisce la sensibilità in scenari a scarsa luce come paesaggi notturni e interni.
Modalità ad alta risoluzione: gli utenti possono optare per l'uscita di file grezzi da 200 megapixel per catturare dettagli estremi.
2. Ottimizzazione della struttura dei pixel
Sony ha aggiornato la struttura dei pixel e la matrice dei filtri a colori, dando la priorità all'aumento della capacità del segnale saturo, una metrica fondamentale che determina il range dinamico.La maggiore capacità del segnale saturo consente ad ogni pixel di ospitare più fotoelettroni, registrando così una gamma più ampia di informazioni luminose in un'unica esposizione.
II. AI On-Chip Processing: tecnologia rivoluzionaria di riorganizzazione di array
L'array QQBC richiede la conversione di nuovo a un array Bayer standard per l'uscita di immagini RGB convenzionali, un processo tradizionalmente gestito dal processore di applicazioni mobili (AP).L'innovazione di LYTIA 901 risiede:
Circuito di riorganizzazione di matrici AI-Learning
Sony ha integrato direttamente circuiti di elaborazione di intelligenza artificiale ottimizzati per l'arrangiamento QQBC all'interno del sensore stesso.
Ripristino dei dettagli migliorato: gli algoritmi convenzionali spesso producono artefatti o perdita di dettagli durante l'elaborazione di componenti ad alta frequenza (ad esempio, schemi complessi, bordi di testo).Imparando da ampi campioni, il modello di intelligenza artificiale ripristina con maggiore precisione le informazioni di colore dai pixel fusi.
Ottimizzazione dell'efficienza di elaborazione: l'integrazione on-chip elimina la latenza di trasferimento dei dati tra il sensore e l'AP, consentendo l'elaborazione in tempo reale.supporta la registrazione video a 30fps a risoluzione 4K con zoom fino a 4x.
Secondo la ricerca di Sony, questo segna la prima implementazione del riarrangiamento dell'array AI integrato su chip all'interno di un sensore di immagine CMOS mobile.
III. Suite tecnologica HDR: miglioramento della gamma dinamica a più strati
LYTIA 901 incorpora tre tecnologie correlate all'HDR che coprono diversi scenari di utilizzo:
1. DCG-HDR (Double Conversion Gain)
Attraverso la cattura di segnali pixel a due livelli di guadagno distinti durante una singola esposizione e quindi la loro sintesi, questa tecnologia consente l'imaging HDR fino a 4x zoom.Il suo vantaggio risiede nella sintesi a fotogramma unico, che lo rende ideale per evitare lo sfocamento del movimento quando si catturano soggetti in movimento.
2Un bel ADC a 12 bit.
L'aggiornamento dalla tradizionale conversione analogico-digitale a 10 bit a 12 bit espande la gradazione dei colori da 1024 livelli a 4096 livelli.Questo riduce significativamente le discontinuità di qualità dell'immagine nelle zone di transizione tra luce e ombra, come il cielo del crepuscolo o l'illuminazione a gradiente.
3. HF-HDR (Hybrid Frame HDR)
Con la sintesi dei dati DCG con un quadro aggiuntivo a breve esposizione, l'intervallo dinamico supera i 100 dB (richiede l'attivazione in modalità di accumulo a 16 pixel).Questo valore supera le specifiche di gamma dinamica della maggior parte dei sensori per smartphone, che lo rende ideale per scenari ad alto contrasto come l'alba e il tramonto e i ritratti retroilluminati.
IV. Capacità di zoom: supporto tecnico per soluzioni con una sola telecamera
La tecnologia del LYTIA 901 mira ad una applicazione specifica: ottenere zoom di alta qualità attraverso una singola fotocamera primaria.
Nelle configurazioni tradizionali multi-camera, la gamma focale 2x-3x è tipicamente gestita da un teleobiettivo dedicato, che soffre di costi elevati, grandi requisiti di spazio,e qualità dell'immagine incoerente durante la commutazione multi-cameraLYTIA 901 affronta queste sfide attraverso:
- Risoluzione di 200MP che fornisce ampio spazio per il ritaglio
- QQBC array riorganizza dinamicamente i pixel durante lo zoom per ripristinare i dettagli
- AI on-chip che garantisce prestazioni in tempo reale
La tecnologia HDR mantiene le prestazioni in tutta la gamma di zoom
Il fatto che questa soluzione possa sostituire le teleobiettivi fisiche nelle riprese del mondo reale dipende dalla maturità dell'algoritmo di riordino dell'array di IA.ha dei vantaggi nello spettro dello zoom di fascia media (2x-4x), ma lo zoom digitale oltre i 4x si basa ancora sugli algoritmi di interpolazione tradizionali.
V. Una panoramica delle specifiche tecniche
Specifica dell'articolo
Modello LYTIA 901
Dimensione del sensore 1/1,12 pollici
Pixel effettivi Circa 200 milioni
Dimensione dei pixel 0,7 μm
Pixel Array Quad-Quad Bayer Coding (16-pixel binning)
Circuiti di riorganizzazione di array AI-learning on-chip Processing
Tecnologia HDR DCG-HDR, Fine12bit ADC, HF-HDR (100dB+)
Capacità video 4K 30fps registrazione HDR a 4x zoom
Convenzione sulla denominazione adotta uniformemente il formato LYTIA (numero del prodotto)
VI. Impatto e prospettive per l'industria
Il lancio di LYTIA 901 riflette due tendenze nello sviluppo di sensori di immagine per smartphone:
Tendenza 1: migrazione dell'elaborazione dell'IA verso il front-end dei sensori
L'integrazione di algoritmi di intelligenza artificiale all'interno del sensore stesso, piuttosto che basarsi esclusivamente sull'ISP del chip principale, aiuta a ridurre la latenza e migliorare l'efficienza energetica.Questo approccio potrebbe innescare una ristrutturazione dei ruoli tra i produttori di sensori e di chip.
Tendenza 2: il potenziale delle soluzioni a telecamera singola per sostituire le configurazioni a telecamere multiple
Quando una singola fotocamera primaria può coprire lunghezze focali comuni da grande angolo a medio teleobiettivo, i produttori di smartphone acquisiscono una maggiore flessibilità di progettazione.Ciò consente loro di ridurre il numero di telecamere e costi inferiori, utilizzando anche lo spazio liberato per batterie più grandi o corpi più sottili.
Naturalmente, le prestazioni effettive di LYTIA 901 richiedono ancora test reali una volta che i dispositivi che lo incorporano saranno sul mercato.Le aree chiave da monitorare includono l'efficacia degli algoritmi di riorganizzazione degli array basati sull'IA, stabilità HDR in diverse condizioni di illuminazione e costanza della qualità dell'immagine zoom.
Per i consumatori, l'arrivo di LYTIA 901 segnala un futuro in cui la fotografia con smartphone potrebbe non dipendere più da "camere di conteggio" per giudicare le capacità di imaging.
