RYYB是如何工作的?
IT之家5月13日訊息 RYYB概念最早是在華為P30系列上提出,RYYB是索尼專門定製的IMX650感測器所獨有的,弱光效果提升很大。但RYYB這一技術的實現原理又是什麼樣的呢?
要了解RYYB結構CMOS,首先要了解拜耳陣列,拜耳陣列是將濾光片疊加在影象感測器底部的濾色器陣列。需要我們注意的一點是,影象感測器本身只對光敏感,並不對顏色敏感,因此拍照獲得的原片始終都是黑白的。
為了捕獲顏色,我們需要一個彩色濾光片陣列,比如拜耳濾鏡,首先將額外的紫外光和紅外光過濾,一旦光線變窄到可見光譜,拜耳濾鏡就能正常工作了。拜耳濾鏡在每個畫素點都會覆蓋一種顏色,在2×2畫素網格中就會有一個紅畫素點、一個藍畫素點和兩個綠畫素點。這就是我們常說的RGB結構。
▲RGB陣列
選擇RGB主要的原因是,人類的視覺系統也主要是對這三種顏色的光敏感,通過紅光、藍光和綠光的重疊,我們的大腦中就能生成對應的顏色,而相機的CMOS正是利用了人類視覺系統這一特點實現的。
拜耳濾鏡在影象感測器的2×2畫素網格上分別放置一個紅色、一個藍色和兩個綠色的透鏡實現光線的改變,通過這些濾鏡陣列,多餘的顏色將會被過濾,而濾鏡底下的感測器就能獲得不同波長的光。但是感測器獲得的原始影象依舊是黑白的,只不過不同區域的光線亮度不同。
通過拜耳濾鏡獲得的原始照片依舊是一堆光線的資料,這時候為了產生實際的顏色,感測器生產商將會通過專門的演算法將光線轉換為顏色資料,這個演算法有多好直接決定這最終成片顏色的精確度。這個過程被成為去逆馬賽克變換。當然不同裝置對原片處理的方法不同,比如Adobe Photoshop的顏色處理就可能與相機直出的顏色不同,因為不同的軟體、廠商會有不同的逆馬賽克變換演算法。
一旦完成逆馬賽克變換,影象就可以進一步處理,比如曝光、對比度、高光、陰影、白平衡、噪點、清晰度等等。
拜耳濾鏡使用的是RGGB陣列,其中我們看到RGGB中有兩個綠色畫素點,這和人類的視覺系統一致,人類對綠色是最為敏感的,因此調整綠色通道往往對畫面整體亮度調節非常明顯,所以畫面中綠色的多少會直接影響整體亮度。
不過拜耳濾鏡最終還是模擬人眼成像的過程,實際上現在有很多可以替代RGB的產品,CYYM就是其中一種,它的三種基本顏色是由青色、黃色、品紅色組成,CYYM的優點是允許更多光線通過感測器,但因為它只能獲得1/2的綠光、1/4的藍光和1/4的紅光,實際上的顯示效果可能無法達到感測器標註的解析度,不過CYYM具有更高的光透射率,為了解決這個問題,理論上可以從相同數量的畫素點上產生更高的解析度。
但是,實際情況是,CYYM感測器中獲取成片往往並不容易,通常來講,CYYM比RGGB的逆馬賽克變換演算法更為複雜,因為這些原因CYYM無法大面積普及,並且帶有完整CYYM感測器的相機現階段依舊罕見。