Sony esitteli 48 megapikselin IMX586-kuvasensorin älypuhelimiin

[Juha Kokkonen]

Sony on esitellyt uuden älypuhelimiin suunnatun pinotun CMOS-kuvasensorin, jonka pikselimäärä on korkein tähän mennessä nähty. 48 megapikselin kuvasensori on tyypiltään 1/2-tuumainen ja sen pikselikoko on erittäin pieni 0,8 mikrometriä. Valmistajan mukaan sensorissa on hyödynnetty uusia tekniikoita, joiden avulla pikseleiden valonkeräysteho ja muunnoshöytysuhde on aiempaa parempi.

Kuvasensorissa käytetään Quad Bayer -pikseliasettelua, jossa pikselit on järjestetty neljän samanvärisellä suodattimella varustetun kuvapisteen ryhmiin, jolloin se voi toimia hämäräkuvaustilanteissa myös 12 megapikselin tarkkuudella jättimäistä 1,6 mikrometrin pikselikokoa hyödyntäen. Hyvässä valaistuksessa sensori ottaa kuvia täydellä 48 megapikselin (8000 x 6000 pikseliä) tarkkuudella, joka ei tosin tehollisesti vastaa tavallisella bayer-filtterillä varustettua vastaavan tarkkuuden sensoria. Tekniseltä toteutukseltaan IMX586:n kaltaista sensoria käytetään Huawein keväällä julkaisemassa P20 Pro -älypuhelimessa, joka oli myös io-techin testattavana.



Sonyn mukaan sensoriin integroidun valotuksenhallintatekniikan ja signaaliprosessointitoimintojen ansiosta dynamiikan kehutaan olevan neljä kertaa parempaa tavanomaisiin ratkaisuihin nähden. Sensorilla on mahdollista taltioida myös korkeimmillaan 4K 90 FPS ja 1080p 240 FPS videokuvaa.

Sensorin testikappaleiden toimituksen odotetaan alkavan laitevalmistajille syyskussa, joten kolmansien osapuolien kuluttajatuotteita voitaneen odottaa markkinoille vasta ensi vuoden puolella. Huhujen mukaan Sony saattaisi kuitenkin käyttää IMX586-sensoria jo elokuun lopulla julkaistavassa Xperia XZ3 -puhelimessaan.

Lähde: Sony

Huom! Foorumiviestistä saattaa puuttua kuvagalleria tai upotettu video.

Linkki alkuperäiseen uutiseen (io-tech.fi)

Palautelomake: Raportoi kirjoitusvirheestä

 

[Kepe]

Hmm.. Kun tuossa on quad-asettelulla toteutettu Bayer-filtteri, niin eikös sen pitäisi vaikuttaa täyden resoluution (48 Mpix) kuvanlaatuun (lähinnä tarkkuuteen?) verrattuna saman resoluution sensoriin, jossa on normaali Bayer-filtteri?
Sensorin keräämä väridata ei ole yhtä "korkearesoluutioista" kuin normaalilla Bayer-filtterillä varustetulla sensorilla, koska joudutaan enemmän arvaamaan pikseleiden oikeita värejä, koska eriväriset pikselit ovat kauempana toisistaan.

P.S. @Juha Kokkonen Kamerasensoreissa ei ole alipikseliasettelua kuten näytöissä, joissa jokaista pikseliä kohden on X määrä alipikseleitä joilla pikselin väri määrätään. Sen sijaan esim. 12 megapikselin kamerasensorissa on 3 miljoonaa punaista, 3 miljoonaa sinistä ja 6 miljoonaa vihreää pikseliä. Näiden pikseleiden datan perusteella sitten algoritmi parhaansa mukaan arvaa minkä värinen se tietty yksittäinen sininen/vihreä/punainen pikseli oikeasti on, jotta kuvasta tulee totuudenmukainen. Bayer filter - Wikipedia

 

[hsalonen]

1/2" on isompi kuin kaikissa pokkareissa viime vuosikymmenellä ja vieläkin valikoimista puolet on 1/2.3" sensorilla. Siis sensori on ISO.

Enpä noissa pokkareissa ole pieniä, kompakteja linssejä nähnyt, niin katsotaan, millainen hirviöpuhelin sieltä tämän pariksi tulee..

Ettei nyt varmasti olisi menossa actioncameihin, ja Sonylle olisi tullut pieni virhe tuossa julkaisussa?

 

[hkultala]

Hmm.. Kun tuossa on quad-asettelulla toteutettu Bayer-filtteri, niin eikös sen pitäisi vaikuttaa täyden resoluution (48 Mpix) kuvanlaatuun (lähinnä tarkkuuteen?) verrattuna saman resoluution sensoriin, jossa on normaali Bayer-filtteri?

Kyllä.

Täysväriresoluutio normaalilla bayesillä olisi 12 megapikseliä, tuolla quad-bayersillä vaivaiset 3 megapikseliä.

Fujilla oli aikoinaan paljon fiksumpi HDR-optimoitu kenno: Fujin vanhoissa HDR-optimoiduissa kennoissa oli efektiivisesti tuplattu pikselimäärä siten, että se "ylimääräinen pikseli" oli siellä keskellä neljän pikselin välissä. Eli siis kennolla oli 6 miljoonaa normaalia isoa pikseliä normaalissa bayes-muodostelmassa ja toiset 6 miljoonaa pienempää pikseliä näiden kulmissa.

 

[Kepe]

Piirustelin Paintissa jotain havainnekuvaa tästä sensorista:

Kuvassa pinkit viivat esittävät siis etäisyyttä punaisesta pikselistä sen ympärillä oleviin erivärisiin pikseleihin, joka vaikuttaa sensorilta tulleesta datasta luotavan kuvan tarkkuuteen.

Käytännössä sensorissa on 12 miljoonaa eriväristä osaa aivan kuten 12 megapikselin sensorissa, mutta jokainen osa koostuu neljästä pikselistä yhden sijaan. Näin saadaan jokaiselle "isolle pikselille" neljä eri valoisuusarvoa yhden sijaan, jolloin kuvasta saadaan tarkempi kuin 12 megapikselin sensorilla otetusta kuvasta. Mutta kuvasta ei silti voi saada yhtä tarkkaa kuin normaalilla Bayer-filtterillä varustetusta 48 megapikselin sensorilla otetusta kuvasta, koska yksittäiset värialueet ovat fyysisesti suurempia, heikentäen sensorin kykyä havaita kuvatun kohteen yksityiskohtia.

Esimerkki: Jos IMX586:lla otetussa kuvassa on punaisen pikseliryppään keskellä sininen, pieni yksityiskohta, tämä data häviää kokonaan koska punainen pikselirypäs näkee vain punaisen valon. Jos vastaavalla, normaalilla sensorilla otetaan kuva samasta kohdasta, on sen samassa kohdassa olevassa 2x2 pikselin ryppäässä yksi sininen pikseli, joka tallentaa sinisen väridatan ja se tulee mukaan kuvaa muodostettaessa.

Toisaalta taas hämäräkuvauksessa Sony ilmeisesti tekee niin, että jokaisen 2x2 pikseriryhmän saama data yhdistetään ja tämän perusteella tehdään normaali 12 megapikselin kuva. Tällöin sensori on käytännössä kuin mikä tahansa 12 megapikselin sensori suurilla 1,6 µm pikseleillä varustettuna.

 

[Nutti]

Piirustelin Paintissa jotain havainnekuvaa tästä sensorista:


Kuvassa pinkit viivat esittävät siis etäisyyttä punaisesta pikselistä sen ympärillä oleviin erivärisiin pikseleihin, joka vaikuttaa sensorilta tulleesta datasta luotavan kuvan tarkkuuteen.

Käytännössä sensorissa on 12 miljoonaa eriväristä osaa aivan kuten 12 megapikselin sensorissa, mutta jokainen osa koostuu neljästä pikselistä yhden sijaan. Näin saadaan jokaiselle "isolle pikselille" neljä eri valoisuusarvoa yhden sijaan, jolloin kuvasta saadaan tarkempi kuin 12 megapikselin sensorilla otetusta kuvasta. Mutta kuvasta ei silti voi saada yhtä tarkkaa kuin normaalilla Bayer-filtterillä varustetusta 48 megapikselin sensorilla otetusta kuvasta, koska yksittäiset värialueet ovat fyysisesti suurempia, heikentäen sensorin kykyä havaita kuvatun kohteen yksityiskohtia.

Esimerkki: Jos IMX586:lla otetussa kuvassa on punaisen pikseliryppään keskellä sininen, pieni yksityiskohta, tämä data häviää kokonaan koska punainen pikselirypäs näkee vain punaisen valon. Jos vastaavalla, normaalilla sensorilla otetaan kuva samasta kohdasta, on sen samassa kohdassa olevassa 2x2 pikselin ryppäässä yksi sininen pikseli, joka tallentaa sinisen väridatan ja se tulee mukaan kuvaa muodostettaessa.

Toisaalta taas hämäräkuvauksessa Sony ilmeisesti tekee niin, että jokaisen 2x2 pikseriryhmän saama data yhdistetään ja tämän perusteella tehdään normaali 12 megapikselin kuva. Tällöin sensori on käytännössä kuin mikä tahansa 12 megapikselin sensori suurilla 1,6 µm pikseleillä varustettuna.

Kuvan resoluutio on toisaalta 8000x6000 eikä kenelläkään normaalilla jampalla eikä edes ammattivalokuvaajilla ole sellaista monitoria joka voisi näyttää tuon kuvan 1:1 kokonaisuudessaan. Tuo neljäsosa-resoluutio 4000x3000 (12 megapixeliä) on aivan riittävä. Kyseessä on kännykkäkamera Mutta kiitos tiedosta, että tuo oikeasti on vain 12mpix + parempi dynamiikka.

 

[modeemiraattori]

alle mikronin kokoisilla pikseleillä kenno on diffraktiorajoittunut jo aukkosuhteella f/1. vaikka trendi on ollut kännykköissä ja muissa mobiilivehkeissä nopeampiin optiikoihin, tuskin ihan noin nopeaa lasia missään experiassa on ihan lähiaikoina.

 

[Kepe]

Kuvan resoluutio on toisaalta 8000x6000 eikä kenelläkään normaalilla jampalla eikä edes ammattivalokuvaajilla ole sellaista monitoria joka voisi näyttää tuon kuvan 1:1 kokonaisuudessaan. Tuo neljäsosa-resoluutio 4000x3000 (12 megapixeliä) on aivan riittävä. Kyseessä on kännykkäkamera Mutta kiitos tiedosta, että tuo oikeasti on vain 12mpix + parempi dynamiikka.

Siis on se hyvässä valaistuksessa tarkempi kuin 12 Mpix, mutta ei kuitenkaan yhtä tarkka kuin normaalin Bayer-filtterin 48 Mpix kuva. Hämärässä se on 12 Mpix. Sonyn pressitiedotteessa on itse asiassa aika hyvä esimerkkikuva:

Tuossa on normaali 12 Mpix vs. IMX586:n "48 Mpix", ja kuten tuosta suurennoksesta huomaa, ei uuden sensorin kuva sisällä 4 kertaa enemmän yksityiskohtia kuin 12 megapikselin kuva. IMX586:n kuva on vain hieman tarkempi.

 

[Kaotik]

Siis on se hyvässä valaistuksessa tarkempi kuin 12 Mpix, mutta ei kuitenkaan yhtä tarkka kuin normaalin Bayer-filtterin 48 Mpix kuva. Hämärässä se on 12 Mpix. Sonyn pressitiedotteessa on itse asiassa aika hyvä esimerkkikuva:

Tuossa on normaali 12 Mpix vs. IMX586:n "48 Mpix", ja kuten tuosta suurennoksesta huomaa, ei uuden sensorin kuva sisällä 4 kertaa enemmän yksityiskohtia kuin 12 megapikselin kuva. IMX586:n kuva on vain hieman tarkempi.

Onhan noiden kuvien tarkkuudessa ero nyt kuin yöllä ja päivällä

 

[Kepe]

Onhan noiden kuvien tarkkuudessa ero nyt kuin yöllä ja päivällä

Hmm itse asiassa joo, katsoin tuota pressitiedotetta aiemmin puhelimella ja se antoi jonkun matalaresoluutioisen version tuosta esimerkkikuvasta, jossa eroa ei juurikaan ole. Nyt kun koneella katsoo niin sai isomman kuvan ja joo, onhan tuossa selkeä ero. Mutta edelleen sanoisin että tuo IMX586 ei kykene "normaalin" 48 megapikselin kennon tarkkuuteen Quad Bayer-filtterinsä takia.

 

[Kepe]

Ei niin, koska se ei ole ollenkaan tuon kennon tarkoitus.

Paitsi että Sony mainostaa sitä sellaisena. Teknisesti siinä on 48 megapikseliä, mutta tarkkuus ei silti ole sama kuin normaalissa 48 megapikselin sensorissa.

 

[Kepe]

Tottakai ne mainostaa kennoa 48-megapikselin kennona, koska sitähän se on.

Lopputuotteen mainonta on sitten aivan eri asia. Esimerkiksi Huawein vastaavassa tuotoksessa se koko kennon pointti on hämäräkuvaus eikä sillä kennon jättimäisellä koolla varsinaisesti ratsasteta, jos nyt ei jälleenmyyjien omia idioottimaisuuksia lasketa.

Jotenkin hauskaa miten nämä quad bayerit aiheuttaa aina vikinää siitä täysiresoisen kuvan laadusta, kun valmistajat ei ole niitä siihen edes tarkoittaneet.

En minä tässä ole siitä kennosta mitään vikissyt, koittanut vaan analysoida sitä.
Korkeintaan valittanut siitä miten sitä tuossa pressitiedotteessa markkinoidaan. 48 megapikselin resoluutio mainitaan 10 kertaa. Sen lisäksi ne markkinoi 0,8 µm pikseleitä jotenkin positiivisena asiana.

Hyvähän se on että tulee uusia juttuja markkinoille. Ei vaan pidä haksahtaa siihen että tuo olis 4x tarkempi kuin 12 megapikselin kamerat.

 

[Hellsinki]

Piirustelin Paintissa jotain havainnekuvaa tästä sensorista:


Kuvassa pinkit viivat esittävät siis etäisyyttä punaisesta pikselistä sen ympärillä oleviin erivärisiin pikseleihin, joka vaikuttaa sensorilta tulleesta datasta luotavan kuvan tarkkuuteen.

Käytännössä sensorissa on 12 miljoonaa eriväristä osaa aivan kuten 12 megapikselin sensorissa, mutta jokainen osa koostuu neljästä pikselistä yhden sijaan. Näin saadaan jokaiselle "isolle pikselille" neljä eri valoisuusarvoa yhden sijaan, jolloin kuvasta saadaan tarkempi kuin 12 megapikselin sensorilla otetusta kuvasta. Mutta kuvasta ei silti voi saada yhtä tarkkaa kuin normaalilla Bayer-filtterillä varustetusta 48 megapikselin sensorilla otetusta kuvasta, koska yksittäiset värialueet ovat fyysisesti suurempia, heikentäen sensorin kykyä havaita kuvatun kohteen yksityiskohtia.

Esimerkki: Jos IMX586:lla otetussa kuvassa on punaisen pikseliryppään keskellä sininen, pieni yksityiskohta, tämä data häviää kokonaan koska punainen pikselirypäs näkee vain punaisen valon. Jos vastaavalla, normaalilla sensorilla otetaan kuva samasta kohdasta, on sen samassa kohdassa olevassa 2x2 pikselin ryppäässä yksi sininen pikseli, joka tallentaa sinisen väridatan ja se tulee mukaan kuvaa muodostettaessa.

Toisaalta taas hämäräkuvauksessa Sony ilmeisesti tekee niin, että jokaisen 2x2 pikseriryhmän saama data yhdistetään ja tämän perusteella tehdään normaali 12 megapikselin kuva. Tällöin sensori on käytännössä kuin mikä tahansa 12 megapikselin sensori suurilla 1,6 µm pikseleillä varustettuna.

Kuvan resoluutio on toisaalta 8000x6000 eikä kenelläkään normaalilla jampalla eikä edes ammattivalokuvaajilla ole sellaista monitoria joka voisi näyttää tuon kuvan 1:1 kokonaisuudessaan. Tuo neljäsosa-resoluutio 4000x3000 (12 megapixeliä) on aivan riittävä. Kyseessä on kännykkäkamera Mutta kiitos tiedosta, että tuo oikeasti on vain 12mpix + parempi dynamiikka.

Kyl mä ainaki nokia 1020 kuvia zoomasin vaikka jälkikäteen, siihen ei 12mpix riitä millään ilveellä.

 

[Juha Uotila]

En minä tässä ole siitä kennosta mitään vikissyt, koittanut vaan analysoida sitä.
Korkeintaan valittanut siitä miten sitä tuossa pressitiedotteessa markkinoidaan. 48 megapikselin resoluutio mainitaan 10 kertaa. Sen lisäksi ne markkinoi 0,8 µm pikseleitä jotenkin positiivisena asiana.

Hyvähän se on että tulee uusia juttuja markkinoille. Ei vaan pidä haksahtaa siihen että tuo olis 4x tarkempi kuin 12 megapikselin kamerat.

Noh loppujenlopuksi tämä "uutuus" on vastaava hieman korkeammalla mpix määrällä, kuin se Leican ja Huawein tuottama 40mpix sensori.

Toimintaperiaate on sama joten sinällään mitään erikoisempaa tuo ei tuone, vähän korkeamman resoluution. Ja kuten Huaweilla, niin eiköhän tuollakin sitten voi ottaa niitä 48mpix moodissa olevia kuvia, näissä sitten tietysti tarkkuus hiukan karsii vs normaali-bayer filtteri.

 

[Hannibal]

Kiva nähdä testeissä hämäräkuvia tällä sensoreilla. Tuo 12 megapixeliä sinällään piisaa ihan itsessään tarkkuudeksi päivälläkin. Jos se antaa hieman lisää sävyeroja, niin mikä jottei.

 

[Juha Kokkonen]

Paitsi että Sony mainostaa sitä sellaisena. Teknisesti siinä on 48 megapikseliä, mutta tarkkuus ei silti ole sama kuin normaalissa 48 megapikselin sensorissa.

Noinhan se on, että Quad Bayer -filtterillä tarkkuus ei ole tosiaan "48 megapikselin tilassa" ole sama kuin tavallisella Bayer-filtterillä, mutta mitä olen aiemmin tuosta Quad Bayer -kennon prosessoinnista lueskellut, niin käsittääkseni siinä voidaan hyödyntää aika monimutkaisia algoritmeja, joilla tuo 48 megapikselin kuva saadaan laskettua kohtalaisen onnistuneesti. Ei tarkkuus siis myöskään ole verrattavissa 12 megapikselin kennoon, kuten Sonyn havainnekuvat (ja Huawei P20 Pron kuvatkin) kertovat. Toki P20 Pron kuvat paljastavat myös sen, mitä negatiivista tuo Quad Bayer -filtteri aiheuttaa yksityiskohtiin.

En nyt näe tuossa 48 megapikselin "mainostamisessa" sinällään mitään virheellistä (varsinkin kun tuo tiedote on suunnattu lähinnä ammattilaisille eikä kyse ole valmiista kuluttajatuotteesta), koska paikkaansahan tuo pikselimäärä pitää. Se tavallinen Bayer-filtteri ei ole ainoa oikea tapa hyödyntää kamerasensoria, vaikka se onkin yleisin. Sama koskee myös sitä, mitä sensorilla haetaan, eikä se aina välttämättä ole maksimaalinen kuvan yksityiskohtien määrä. 0,8 mikrometrin pikselit ovat siltä kantilta hyvä asia, että ulkomitat pysyvät sellaisina, että tämän sensorin voi sijoittaa kohtalaisen normaaliin tapaan tavalliseen puhelimeen. Toki kuvanlaadun kannalta isommat pikselit aina lähtökohtaisesti parempi juttu.

Tuo aiemmin mainittu alipikseli-termi on muuten nyt korjattu uutisesta. Oli tullut joku ajatushäiriö tuota kirjoittaessa.

 

[Hellsinki]

isommat pikselit parempi? Siis mitä?

 

[Juha Kokkonen]

isommat pikselit parempi? Siis mitä?

Mitä suurempikokoiset pikselit, sitä enemmän ne keräävät valoa ja kärsivät samalla vähemmän häiriöistä.