2022-08-15 Sony影像感測器的Quad Bayer Coding(QBC)技術介紹

近年來,智能手機相機的畫質不斷提升,為滿足這一需求,智慧手機用的影像感測器通過縮小畫素以排列更多畫素來提升影像解析度的方式成為一種趨勢。但另一方面,畫素微細化後感光度會下降,需要互相權衡。因此,Sony開發即使縮小畫素尺寸,也能將感光度的下降控制在最低限度的QBC畫素排列,一般單眼相機使用的是大畫幅影像感測器,其畫素尺寸比智慧手機相機的要大,無需進行畫素微細化,因此,QBC可以說是最適合智慧手機相機用影像感測器的技術。

QBC是quad bayer coding的縮寫,這種sensor的設計是:每個畫素是有四個子畫素組成,他們公用一個彩色濾光片。在Quad Bayer排列中,相鄰畫素為同色的彩色濾光片,兼顧了高感光度與高解析度。

                       傳統影像感測器                                                                           QBC 影像感測器
                        "Bayer"陣列                                                "Quad Bayer"陣列(每兩個畫素排列相同顏色)



               使用Bayer陣列影像感測器拍攝                 使用Quad Bayer陣列影像感測器拍攝(IMX689)

QBC影像感測器在夜景等低照度環境中拍攝時,可防止解析度下降,減少噪點,在夜景等低照度環境下拍攝時,可將相鄰4個畫素的信號相加,使1個畫素擴大至相當於4倍大,此時,通過對相鄰畫素進行類比累加,可防止解析度下降,減少噪點。由此,即使在低照度環境下拍攝,也能提升感光度,拍攝出低噪點的明亮照片與影片。另一方面,在白天的室外等明亮場景中進行正常拍攝時,將憑藉先進的排列轉換處理恢復到一般的Bayer陣列,能夠確保和Bayer影像感測器同等的解析度。

另外,排列轉換處理(Re-mosaic)一般是用軟體處理,而Sony的獨創技術是將排列轉換電路搭載到影像感測器晶片上,然後進行再生成處理。因此,相比軟體處理,實現了更低的耗電。此外,因為搭載了排列轉換電路,所以可實現即時處理,在影片拍攝模式下也能充分發揮其功能。

資料來源https://www.sony-semicon.co.jp/e/products/IS/mobile/quad_bayer_coding.html

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