新しい 200 メガピクセルの Isocell HP2 イメージ センサーにより、Samsung はスマートフォンの写真家に、困難な状況での高解像度と良好な画質という両方の長所を提供しようとします。
HP2は量産中です。 サムスンは、出荷日を発表しておらず、どの携帯電話に搭載されるかを確認していません。それでも、センサーは、2月1日にデビューする可能性が高い、同社の主力携帯電話であるGalaxy S23 Ultraのメインカメラに電力を供給すると予想されています.
イメージ センサーの設計者はトレードオフに直面します。 解像度を上げると、センサーの各ピクセルが小さくなり、小さいピクセルは光を集めることができなくなります。 つまり、暗い場所で撮影されたショットは、ノイズの斑点によって損なわれます. シーンの影になっている部分の詳細が失われます。 また、空などの明るい領域では白とびが発生します。
ただし、HP2 は、これらの問題に対処し、光の各フォトンを最大限に活用するための新しい方法をもたらすと、Samsung は CNET に独占的に明らかにしました。
韓国のエレクトロニクス大手のセンサーは、そもそもより効果的に光を収集し、ハイ ダイナミック レンジ (HDR) の写真をブーストして、暗い要素と明るい要素を含むシーンをより適切に処理できる、と同社は述べています。 また、200 メガピクセルのフル解像度で撮影する場合、Samsung は AI テクノロジを使用して細部のレンダリングを支援します。
実際のテストでセンサーがどれだけうまく機能するかはまだ明らかではありません. しかし、Samsung がこの技術に注力していることは驚くべきことではありません。 カメラの改善は、携帯電話をアップグレードする主な理由です。わずかに改善されたプロセッサ、バッテリー寿命、およびネットワーク テクノロジよりも、写真やビデオの改善の方が目立ちます。
「200MP のフル解像度は、コンサートや屋外で撮影する場合に特に優れています。詳細をキャプチャする必要がある場合です。」 「ほとんどの消費者にとって、これは支配的な設定ではないかもしれませんが、非常に詳細な画像の必要性は確かにわかっています。」
サムスンのスマートフォンの最大のライバルであるアップルも、同様にカメラに多額の投資を行っています。 比較的大きなレンズ要素がiPhone 14 Proモデルの背面から突き出てカメラのパフォーマンスを誇示し、Appleはセンサーをアップグレードして、より優れた高解像度と低照度の撮影を実現しました.
より良いピクセル ビニング オプション
スマートフォンの写真を改善するための主要な手法の 1 つは、ピクセル ビニングと呼ばれます。 これにより、物理ピクセルのグループを結合して、暗いときにより多くの光を収集するより大きな仮想ピクセルにすることができ、解像度と引き換えにノイズを減らし、色を向上させることができます。
ピクセル ビニングを使用しているのは Samsung だけではありません。 あなたはそれを見るでしょう アップル iPhone 14 プロ、 Google ピクセル 7、Xiaomi 12T Proなどの携帯電話に対応していますが、HP2センサーは最も高度なセンサーの1つです。 たとえば、Apple と Google は、4 つの物理ピクセルを 1 つの仮想ピクセルに変換する 2×2 ピクセル ビニングを使用しています。 Samsung の主力製品である Galaxy S22 スマートフォンは、2019 年以来 3×3 ピクセルのビニングを提供しており、明るい場所では 108 メガピクセルの写真を、暗い場所では 12 メガピクセルの写真を提供しています。
Samsung の HP2 は、良好な条件下で 200 メガピクセルの写真を撮ることができます。 暗い場合、ピクセル ビニングはピクセルを 2×2 のチャンクにグループ化し、50 メガピクセルの画像にします。 さらに暗い場合、Samsung の 4×4 の「Tetra2pixel」チャンクは 12.5 メガピクセルの写真を撮影します。
200 メガピクセルでは、2 レベルのピクセル ビニングが利用可能でした。 HP3、2022年発表. ただし、HP3 は、カメラの大きさを最小限に抑えながら、そもそも光を捉えるのに適していない小さなピクセルを使用しています。 の HP1、2021年発表、それもありました。 しかし、HP2 は、HP1 に欠けているいくつかの他のトリックを追加します。
ピクセル ビニングの浮き沈み
ピクセル ビニングには、他にもいくつかの利点があります。 カメラは画像の中央部分をトリミングして、より遠くの被写体にズームインできます。 これは、スマートフォンに従来のカメラ レンズのようなズーム機能を持たせるための重要な基盤です。 ピクセル ビニングは、高解像度 4K および 8K ビデオの新しいオプションも開きます。
ただし、ピクセル ビニングには欠点もあります。 これらすべてのピクセルを処理するには大量のバッテリー電力が必要であり、高解像度の写真を保存すると多くのストレージ スペースが必要になります。 また、高解像度センサーは、原理的には優れていますが、高品質のレンズと組み合わせない限り、最高の画質を実現することはできません.
「完全な 200MP モードでは、より多くの RAM と電力が必要です」と Yim 氏は述べています。
HP2 の複雑な点の 1 つは、2 億ピクセルの写真を撮影するときに色を判断することです。 デジタル カメラは、各ピクセルで赤、緑、青のいずれかの光をキャプチャしますが、Tetra2pixel 設計は、各 4×4 ピクセル グループがそれらの色の 1 つだけをキャプチャすることを意味します。 これらの 16 ピクセル グループ内に必要な色の詳細を埋めるために、Samsung は人工知能アルゴリズムを使用していると同社は述べています。
Samsung HP2 の画質改善
センサーには、特に明るい部分と暗い部分の両方を含む高ダイナミック レンジのシーンで、画質を向上させるための他のトリックがあります。 ここにいくつかあります：
- デュアル ボルテージ トランスファー ゲート (D-VTG) と呼ばれる技術により、各ピクセルは光を集める能力が 33% 向上します。
- Samsung の Dual Slope Gain (DSG) 機能は、各ピクセルの露出データを 2 つの異なるスケールでデジタル化し、50 メガピクセル モードでの撮影時に明るいデータと暗いデータを収集することで、HDR 写真を改善します。 センサー上の豊富なピクセルは、一部のピクセル カルテットが明るい光用に調整され、他のピクセル カルテットがより暗い光用に調整されていることを意味します。
- Smart-ISO Pro と呼ばれる関連機能は、HDR 写真の作成に使用されるさまざまなフレームに適した感度設定のさまざまな組み合わせを使用して、さまざまなシーンに適応する別の HDR テクノロジです。
HP2 のもう 1 つの新機能は、Super QPD と呼ばれるテクノロジーによる改良されたオートフォーカスです。 2×2 ピクセル グループ全体で水平線と垂直線のいずれかを検出できるため、薄暗い場合でもカメラが地平線や木の幹などの詳細を捉えるのに役立ちます、と Samsung は述べています。
各 HP2 ピクセルの幅は 0.6 ミクロン (1 メートルの 600 万分の 1) です。 これは、HP1 の 0.62 ミクロンよりもわずかに狭い色合いです。 比較のために、人間の髪の毛は直径 75 ミクロン程度です。 50 メガピクセルの写真用に 2×2 アレイに組み合わせると、ピクセル幅は 1.2 ミクロンに、4×4 では 2.4 ミクロンに増加します。
「高解像度のイメージ センサーが、将来の主力スマートフォンの標準機能になることを期待しています」と Yim 氏は述べています。 「そのため、0.5 ミクロン以下の高度なピクセル プロセスからピクセル パフォーマンスとアルゴリズムに至るまで、努力を続けることが重要であると考えています。」
サイズが大きいほど、光を集めるのに適しています。 Samsung のピクセル サイズは、12 メガピクセル モードで 2.44 ミクロンのピクセルを使用し、48 メガピクセル モードで 1.22 ミクロンのピクセルを使用する iPhone 14 Pro のメイン カメラ センサーとかなり似ています。
ビデオに関して言えば、HP2 には多くのオプションがあります。 センサーを50メガピクセルモードで使用することにより、毎秒30フレームで8Kビデオを撮影できます。 120 fps で 4K ビデオを撮影できます。また、スマート ISO が使用されている場合は 60 fps で撮影できます。 1080p ビデオの場合、センサーはオートフォーカスなしで 480fps、オートフォーカスありで 240fps で撮影します。