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关于 S5KHP1 和 S5KGN5 的一点碎碎念:

2021-12-25 15:40 作者:LazeSun  | 我要投稿

其实主要内容我已经在之前的直播里讲过了,本文只是把我的知乎回答搬过来留个档。

S5KHP1

原回答:https://www.zhihu.com/question/484202348/answer/2099780319

S5KHP1 应该和 GN5 一样其实是用来卡位恶心对手的产品,因为今年六月豪威

预告了这个 paper:里面说了豪威采用 40nm (像素区)工艺的 0.61μm 像素的 200MP 图像传感器……,规格好巧不巧和 HP1 差不多……

简单聊聊吧,我感觉 S5KHP1 就是和 S5KHM1 一样是三星半导体拿来炫技的产品,也就是拿最先进的像素工艺,整个规格最离谱的产品,然后不忘留着 12MP 级别输出(大雾)。

首先就是 0.64μm 的单像素尺寸,毕竟这去年小像素红利吃的最开心的自然是三星和豪威了,使用更小像素的好处就是在相对可控的传感器尺寸下可以做出非常有噱头的产品。(仅限拜耳

变四合一九合一十六合一的情况)

毕竟我们知道,在绝大多数优化良好的现代图像传感器中,弱光性能基本仅有图像传感器的尺寸相关,和像素自身的尺寸无关。所以像素数量总是多多益善的,更何况还有商业宣传上的优势。

对了,由于像素数量为 200MP 实在太多,所以即便是 0.64μm 的单像素尺寸,整个图像传感器的尺寸也达到了 1/1.22" 型,在三星序列里仅次于 S5KGN2 的 1/1.12" 型,所以但看面积来看虽然单颗像素小,但整体信噪比

并不会差。

同时,从 S5KGN1 开始,三星高阶图像传感器的读出速度也逐渐追上来了,全像素 7.5fps、50MP 30fps、12.5MP 能达到 120fps 刷新速度,已经超过 IMX586 全像素 30fps 的读出速度了——当然,虽然并没有一些更新的索尼底那么超模,但至少这个速度已经够一般使用了(S5KGM1 这个只有 12MP 30fps 的玩意儿出来挨打)。

和尺寸更大的 S5KGN2 不同,这次三星在输出规格上没有做任何保留,行交织 HDR 和双增益双读出都整上了,同时在双增益双读出模式(iDCG)下能达到 12bit 色深输出,和 S5KHM3 一致。(S5KGN2 被阉割到 10bit)


主要槽点:

由于单个像素太小,所以 DPAF 肯定是整不上了,同时由于三星现在都没做出 2×2 微透镜,所以 S5KHP1 还只是 Double Super PD (2×1 微透镜对焦,部分像素)。

虽然 200MP 这个参数看着很离谱,但是人家的滤色片排列还是十六合一,邻近的同色像素过多必然会对图像锐度产生不利影响,毕竟这款传感器只有在 12.5MP 模式下才是标准的拜尔排列

可能还是为了迁就目前手机厂商“12MP 祖宗之法不可变”的风气吧。

也得亏是这 CMOS 原始分辨率高,S5KHP1 得以避免遇到当时 IMX608 拜尔分辨率只有 2.5MP 的尴尬情况。


S5KGN5

原回答:https://www.zhihu.com/question/505642199/answer/2284901788

从参数上看,这颗传感器明显就是三星用自己的方式,做出对标 IMX766 的产品。坦率说,虽然这颗传感器被同期发布的两亿像素传感器 S5KHP1 的光芒所掩盖,但我觉得 S5KGN5 相对于其的声量来说完全就是一颗被低估的传感器,部分技术参数的夸张程度完全不逊于老大哥 S5KHP1。

由于三星迟迟做不出带有 2×2 微透镜的图像传感器(至于是不会做还是不想做不知道),所以在全像素全向对焦

方面,三星的传感器一直被索尼和豪威压了一头。

在 2021 年前,三星大尺寸移动图像传感器里纸面对焦规格最强的也就是 vivo X50 Pro+ 首发的 S5KGN1 (后来用在了 iQOO 7 Pro 上),和 IMX700 一样都有 1.2 微米像素尺寸,都有全像素双核对焦。不过和 IMX700 不同,S5KGN1 仅做了像素级的深槽隔离,并没有像 IMX700 一样给 DPAF 的两个光电二极管也配备深槽隔离。

左为 IMX700 右为 S5KGN1

在 2021 年小米首发的 S5KGN2 上,三星不仅仅补上了上代缺失的子像素深槽隔离,而且还用了这玩意儿整了一个骚操作:通过将绿色像素的子像素深槽隔离顺时针或逆时针旋转 15° ,在不改变双核对焦像素光电二极管位置的情况下实现了横向纹理的相位检测,没错,GN2 靠和 GN1 基本完全相同的光电二极管排布只是改了下 DTI 就实现了原先只有 2×2 微透镜才能实现的全像素全向对焦,补全了对焦的功能短板。三星将其称之为 Dual Pixel Pro。

想不到吧,光电二极管完全没动

现在让我们简单复习一下 IMX766 的技术参数:1/1.5" 光学格式,1 微米单像素尺寸,2×2 微透镜支持全像素全向对焦,支持片上合成行交织 HDR(索尼称之为 DOL-HDR) 。

现在我们看看 S5KGN5 是不是特别眼熟:同样是 1/1.57" 的光学格式,同样是 50MP 四合一排列,同样是 1 μm 单像素,都支持行交织 HDR(但是不清楚是否是片上合成)。而为了补全没有 2×2 微透镜带来的对焦短板,三星直接在一个 1μm 的像素尺寸里整了个双核像素对焦结构,直接打破了今年初刚由 IMX663 拿下的单像素最小*双核像素图像传感器记录。

而且即便 S5KGN5 单像素尺寸比 S5KGN1 还小,三星依旧毫不吝啬地给 DPAF 的每个光电二极管都加了全高的深槽隔离(当然对小像素来说 DTI 防串扰是必要的),甚至比起同样为 Dual Pixel Pro 的 S5KGN2 那个靠旋转 DTI 方向的“半吊子”做法,S5KGN5 的双核像素对焦明显更加彻底:直接给红蓝像素集群做了上下放置的双核像素以实现横向纹理检测。

左边的 1.2μm 我觉得就是在迫害只做了像素级 DTI 的 S5KGN1

此外这块底读出规格也基本拉满:支持 50MP 27fps 、四合一 12.5MP 90fps 、视频规格时下流行的 4K 120fps 和 8K30fps 全部支持,另外还送了一个 10fps 的基于深度学习双像素 100MP 输出模式( 其实 100MP 输出当年 GN1 就有)。

对了,这次三星没有阉割掉 S5KGN5 的双转换增益双读出合成规格(iDCG,或者叫 Smart ISO Pro),应该和 S5KHM3 一样都支持 12bit RAW 输出(iDCG 模式,因为 ADC 只有 10bit)。

毕竟作为后来者要和出货更早的 IMX766 竞争还是应该需要在规格上有所升级的。




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