三星 ISOCELL HP2 图像传感器是 HP 系列的第三代产品，继承了其前身的 200 Mpix 分辨率。但其改进的电子器件有望在色彩感知质量、动态范围以及对焦区域方面实现重大技术飞跃。一款能够在 2023 年将 Galaxy S23 推向摄影巅峰的旗舰产品吗？
没有两个就没有三个：三星今天宣布推出第三款用于智能手机的 200 Mpix 图像传感器，l'ISOCELL HP2。因此，新颖之处不在于图像定义，也不在于我们在之前的模型中发现的光电二极管的结构。不，大多数创新都存在于组件的电子内部结构中。
消息人士透露HP2（S23U）的信息
FWC不会激进到10000e-，RMS、RTN、FPN都显着优化。
在我看来，比论文更好，因为动态范围实际上得到了提升，变得更像索尼传感器。夜景表现可以更好。pic.twitter.com/QB7Y1DB7WH— 冰宇宙 (@UniverseIce)2022 年 10 月 21 日
ISOCELL HP2 的速度提升会影响对焦和传感器读取（从而影响视频流畅性），新的信号转换器可为 HDR 带来新的推动力，甚至在感知颜色方面更加精细，ISOCELL HP2 是一款充满希望的传感器……应该有利于三星未来的旗舰产品。据泄密者称冰宇宙一般来说，人们对三星终端非常了解，这家韩国制造商将把这种传感器置于其新一批高端智能手机的核心。
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https://www.youtube.com/watch?v=-aRF-sm3uVg
但不管是不是集成到未来的 Galaxy S23没关系：它将进一步提高我们智能手机的图像质量。因此值得进行一些解剖分析！
200 Mpix 的基础知识
与其前身 HP1 和 HP3 一样，三星的 ISCOCELL HP2 是一款 200 Mpix 传感器，具有所谓的四像素结构。也就是说，传感器集成了根据所谓的拜耳矩阵分布的一种颜色（红色、绿色或蓝色）的 4×4 光电二极管组。三星保持相同的原生图像定义 (x) 和这种结构的目的是不必每次都重新发明轮子。因此，基本的图像处理算法可以透明地从一代传到下一代。
HP2 不是该系列中最大的传感器：它的尺寸为 1/1.3 英寸，而 HP1 的尺寸为 1/1.22 英寸（稍大），HP3 的尺寸为 1/1.4 英寸（较小）。三星在前两款机型之间进行了比较，但没有试图嘲笑“大”1英寸格式。毫无疑问是设计造成的：如果捕获的光量大于 1 英寸（以及渲染模糊的背景等），则需要付出更大的成本。不仅是金融，还有能源和空间。传感器越大，占用的空间就越大，就越需要大型且昂贵的光学器件等。我们感觉三星在这方面很务实。
更灵敏、更快的传感器
正如我们上面所说，与之前的 200 Mpix 迭代相比，该传感器的主要改进在于其电子结构的深处。第一个是每个光电二极管内集成的不是一个，而是两个“传输门”。这传送门（来自其英文名称和科学文献中的名称）负责吸收电子 - 光的光子激发二极管的光敏表面，二极管本身会产生电信号，传输门会测量。令人担忧的是，这些传送门有吸收极限。因此，当它们饱和时，部分信号就会丢失。
与该领域的所有参与者一样，三星已经开发出传送门其光电二极管的垂直线小于一微米。这一次，韩国人完成了一项壮举，安装的不是一个，而是两个传送门。将捕获的电子数量提高了 33%（根据其承诺），从而提高了测量到的光子数量。如果这个元素非常技术性，那么它也至关重要：这应该使 HP2 传感器能够更好地识别颜色，特别是在光天化日之下，光电二极管光井的饱和度非常快。
说到速度，HP2 还有一项新的对焦技术，称为四相检测，或 HP3 引入的四相检测（您可以在这里阅读对开发此功能的工程师的英文企业采访）。以 4×4 为一组的光电二极管由相同的彩色滤光片制成，但实际上包含四个微透镜。每组四个光电二极管用作相位检测单元。让整个传感器参与对焦。这将自动对焦覆盖范围扩大到 100% 的传感器表面，从而提高了拍摄对象的速度和准确性。
但读取传感器信息的速度也有所提高，视频录制速率也由此而来。虽然 HP1 和 HP3 对于 200 Mpix（巨大！）的清晰度被限制为每秒 7.5 帧，但 HP2 将此速度提高了一倍，达到 15 fps。从机械角度来看，这一进步有利于降低清晰度：50 Mpix 从 22 fps 变为 30 fps，12.5 Mpix 从 60 fps 变为 120 fps。因此，配备该传感器的终端应该受益于每秒帧数比上一代更高的视频模式。
一次性将 HDR 集成到传感器中
动态范围的提高是该传感器的优点之一。为了充分理解，让我们重点关注智能手机传感器对 HDR 的需求。智能手机传感器比“普通”相机传感器小得多，光学质量也差得多，无论在高光还是低光下都很难看到足够的细节。为了克服这个问题，工程师开发了一种聚合图像的解决方案。具体来说，在很短的时间间隔内捕获不同曝光值和灵敏度的几张图像。然后算法和处理器完成工作将它们组装成单个图像。曝光良好、轮廓清晰且色彩良好。
您知道其局限性：数字处理导致轮廓强度的夸大。最重要的是，由于所有镜头之间的时间间隔，图像有时会出现伪影或模糊，看起来超自然。这就是三星 HP2 传感器的电子部分发挥作用的地方。所有光电二极管都配备双增益，也就是说它们能够同时应用两个信号转换值。为了在单次拍摄中捕捉高光（低增益因此低灵敏度）和低光（高增益因此高灵敏度）中的细节。承诺是更自然的渲染，最终图像没有可能的寄生虫。请注意，该系统无法以本机清晰度工作，但最高可达 50 Mpix（前几代最高可达 12.5 Mpix）。
密度不断提高，三星正在得分
正如我们在有关 Apple“转换”为 48 Mpix 传感器的新闻中告诉您的那样，智能手机领域现在很大程度上更喜欢像素密集型传感器，而不是具有非常大的光电二极管的传感器。这种转变部分要归功于半导体、索尼、三星等代工厂的改进。能够将光电二极管彼此很好地隔离——在过去，光子可以轻松地从一个光井传递到另一个光井。
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但这种技术发展也应归功于芯片计算能力的提高。除了更大尺寸的“管道”（我们谈论的是管道）以及 ISP 的原始性能之外，我们在这里还谈论算法（以及 GPU 和 NPU）的强大功能。处理图像缺陷。并改进它们。在过去，过于密集的传感器反过来会产生图像缺陷（数字噪声、彩色伪影等），这些缺陷既没有原始功率（超出），也没有算法的质量（不够高效，也没有足够快）无法令人满意地纠正。最新的 Snapdragon 8 Gen1/2 和其他 A15/A16 仿生芯片
我们还必须相信三星的得分。它的传感器，尤其是最密集的传感器，被用于许多终端甚至旗舰店。如果索尼在几个领域（模数转换质量、读取速度等）保持无可争议的主导地位，那么三星可以在光电二极管密度方面走得非常高。感谢 ISOCELL 技术的基础，该技术包括完美隔离每个“像素”。这种绝缘材料不仅可以防止电子泄漏，而且其出色的技巧使三星能够比其他公司进一步提高光电二极管的密度。
现在，三星的承诺是否像工程师的承诺一样可以在现实生活中量化，还有待现场验证，即在终端内。看看索尼会作何反应。迄今为止，它仍然是图像传感器之王。第一个答案会在未来 Galaxy S23 的拍照测试中吗？
来源 ： 三星
