双摄像头-手机报
双摄像头彩色+黑白双摄原理解析
2016-09-02
分类:双摄像头
  近几年,越来越多的手机选择了双摄像头的方案。这其中有以HTCOneM8领衔的主摄像头+景深摄像头(红米Pro采用类似方案);LGG5使用的标准+广角镜头;还有以360、华为采用的彩色+黑白双摄像头解决方案,近日发布的酷派COOL1也是采用了同样的方案。
双摄像头真能提高画质?彩色+黑白双摄原理解析

  以上三种方案中,前两者两颗摄像头要么只能主摄像头成像、要么是双摄分开成像,只有彩色+黑白双摄才能做到同时拍照、后期合成优化的功能。

  那么问题来了,彩色+黑白双摄的解决方案对手机成像画质真的有改善吗?

  从技术原理的角度上看,彩色+黑白双摄的方案是可以提高画质的。这就要从手机感光元件的成像原理开始说起了。

双摄像头真能提高画质?彩色+黑白双摄原理解析
  目前市面上常见的手机彩色CMOS,其像素分布几乎都是采用RGBG排列的拜耳阵列或其变种RGBW排列,在这种排列下,光在射入每个像素点的过程中,会被滤光片过滤掉一部分,只保留该部分颜色的强度。双摄像头真能提高画质?彩色+黑白双摄原理解析

  在这种排布下,由于每个像素点只能记录一种颜色的信息,所以在后期成像的过程中,需要以每四个RGBG像素点为一组进行“反拜耳运算”,通过参考相邻像素点上的颜色强度,将其算法合成并还原拍摄物体本来的颜色。

        解析说得通俗一些,一台1200万像素的手机,每4个像素点为一组合成1个像素点的图像,这样我们先得到一张300万像素的图像,然后手机再通过插值计算还原出一张1200万像素的照片。

  显然,在这个“还原”过程中对于画面细节的丢失是巨大的,如果你的手机同时还支持PDAF(相位对焦)功能,还要抠出一些像素点用于对焦,理论上画质会进一步下降。

  而黑白CMOS由于无需记录并还原拍摄物体的颜色信息。每个像素可以独立地保存画面的灰度信息,也就最大程度上保留了画面的细节信息,提高了锐度。

  而彩色+黑白双摄像头的解决方案,就是利用两颗摄像头同时成像,再通过ISP后期合成,这样既保留了彩色摄像头的颜色信息,又可以保证黑白摄像头的清晰度,从而提升画质。

双摄像头真能提高画质?彩色+黑白双摄原理解析
  不仅如此,由于双摄可以实现类似人眼的交叉测距功能,这样也就无需让彩色摄像头拥有PDAF功能,也能保证较高的对焦速度。
双摄像头真能提高画质?彩色+黑白双摄原理解析
  当然,这样的双摄也不是没有缺点,由于双摄像头后期合成的算法,所以对两颗摄像头光路轴线的稳定性要求很高,所以目前彩色+黑白双摄像头还没有可以量产的光学防抖方案。这导致夜间只能通过拉高ISO保证成片率,带来的画面底噪问题需要后期算法解决。

  不过最后还是要提醒消费者,虽然在技术层面上能够对画质有一定提升,但拥有了双摄像头并不代表就一定会拍出好照片。打个比方:双摄解决方案就像好菜谱,但有了好菜谱,上等食材和大厨的精心烹制也必不可少。所以拥有双摄并非万事大吉,两颗CMOS的素质以及各个厂商后期的算法调教对最终的成像结果才是最终成像结果的主导因素。
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