索尼手机镜头传感器 Reno7背后的故事：OPPO为何要打造IMX709猫眼镜头
Reno7背后的故事：OPPO为何要打造IMX709猫眼镜头
影像技术是手机行业的硬功课，最能体现厂商的科技硬实力。在手机市场进入平稳发展期的现在，各家厂商都将产品的影像能力作为主打卖点，各种新技术也是层出不穷。作为OPPO旗下主打影像体验的系列产品，刚刚发布的OPPO Reno7系列同样不例外。
不过与其他厂商在后摄上疯狂堆料不同，Reno7系列另辟蹊径选择从前摄入手，首发了OPPO独家定制的IMX709超感光猫眼镜头。那么OPPO为什么会选择为前摄定制CMOS传感器？这块与索尼共同定制的CMOS传感器又能为OPPO Reno7的影响能力带来哪些提升？下面咱们来一起看看。
01 为前摄定制CMOS“费力不讨好”，OPPO为什么要选择这么做？
手机市场发展至今，在功能方面早已不存在无人注意的角落。但对于前摄来说，各家厂商的做法似乎都很一致，以算法等软件层面的优化为主，哪怕有硬件优化也仅仅局限于补光灯、更大的像素尺寸等等，并没有哪家厂商在传感器硬件上进行深挖。那么是什么原因让OPPO选择定制CMOS传感器这一技术路线呢？这和OPPO对用户需求的长期关注密不可分。
根据OPPO对用户核心需求的深度洞察，长久以来，手机用户在夜间/暗光场景下拍摄照片和视频存在巨大障碍和痛点。而友商采用的纯硬件堆料和纯软件算法两种主流方案，前者难以控制对手机的外观手感等方面的负面影响；后者又是治标不治本，难以从根本上优化成片质量。
同时，作为长期以来深耕影像能力的手机品牌，OPPO从2008年推出的首款“笑脸手机”A103开始，对影像技术的研发和投入力度一直在加强。通过与索尼、三星等供应链合作伙伴深度合作，OPPO多年来积累了丰富的传感器联合开发和深度定制经验，持续站稳手机行业影像技术第一梯队。从2014年初发布的Find7开始，8年间OPPO在不同机型上使用了8款深度定制的CMOS传感器，在传感器底层设计方面累计了丰富经验。
总体来看，正是对用户需求的精确把握和丰富的传感器开发经验，让OPPO有底气在前摄上使用IMX709这样一款深度定制传感器。而通过样张我们也可以看出，有着猫眼镜头加持的Reno7确实能够提供更加优秀的照片。
OPPO Reno7 夜景自拍样张
OPPO Reno7 夜景自拍样张
那么为了实现这样的提升，IMX709又拥有哪些“独门绝技”呢？下面我们来仔细聊聊。
02 同样是定制CMOS，这颗IMX709有何不同？
对于手机影像领域来说，定制CMOS传感器并不是个陌生的词汇，此前也有一些手机品牌在后摄上使用了定制CMOS传感器。但此定制非彼定制，OPPO这次与索尼共同深度定制的IMX709和之前的那些定制CMOS传感器并不相同，其重点就在于新一代RGBW设计与“算法硬化”。
为了优化暗光环境下的成像质量，OPPO对于如何增加进光量已经探索多年。早在2015年5月，搭载上一代RGBW技术的OPPO R7 Plus正式发布。通过优化传统像素排列方式，R7 Plus实现32%的感光度提升，同时降低78%的噪点，大幅提升手机在暗光环境下的成像表现。但上一代RGBW技术在实现了感光性提升的同时，也带来了猜色难、色彩失准等问题。
为了解决这一问题，OPPO影像研发团队创造性地将自研四合一像素聚合技术与RGBW像素排列方式相结合，研发出了全新的RGBW像素排列方式，在每组4个子像素中引入2个W像素，从而让每个像素都能具备R（红）、G（绿）、B（蓝）和W（明度）信号的识别能力。无论何种拍摄环境，W 像素捕捉到的明度信息都能被充分利用，从而大幅提升手机暗光拍摄表现。
在四合一像素聚合技术的基础上，得益于全球领先的22nm制程工艺和DTI像素隔离技术，全新RGBW传感器能够有效解决算力不足、信号串扰导致的偏色和伪色等问题。大幅提升感光性能的同时，带来高画质保证。
同时为了提升算法执行效率、降低运算功耗，OPPO将自研四合一像素聚合等一系列算法写入传感器硬件，形成独具优势的“图像处理单元”。这也是手机行业首次实现自研影像算法“硬化”。OPPO自研图像处理单元运行着包括OPPO自研四合一像素聚合算法、RGBW还原算法等在内的一系列算法，影像处理效率更高，对不同SoC平台的兼容性也更高。
得益于OPPO与索尼的深度合作，这一“图像处理单元”已经封装在全新RGBW传感器——IMX709中。也正是通过这枚CMOS传感器，Reno7系列前置的超感光猫眼镜头能够为用户带来暗光环境下拍摄人像视频时的多项提升和增益。
03 写在最后
OPPO Reno7前摄IMX709猫眼镜头的推出不是偶然，恰恰是OPPO对用户需求的深刻洞察和多年影像技术积累的体现。通过软硬件结合的方式，OPPO Reno7将手机前摄的暗光拍摄能力又向前推进了一步，改善用户在暗光场景下的拍摄体验。同时，OPPO为前摄定制CMOS传感器这一行动相信也能带动行业发展，让用户获得更好的前摄拍照体验。
索尼IMX型号传感器大盘点 谁是成像之王
目前索尼在手机摄像头传感器的市场上几乎处于统治地位，基本大部分的旗舰手机都采用索尼的相机传感器，但由于目前包括索尼、OminiVision、三星这些传感器厂商的命名比较混乱，每一款产品的数字型号让普通消费者无从知晓其具体的含义，像IMX214、IMX298、IMX378等等型号究竟有何差距呢？本篇文章就来解析一下索尼各个传感器的差别。
什么是像素
介绍传感器之前，首先要了解一下什么是像素。相当大的一部分用户群体认为，像素是组成屏幕的一个个小点点，像素越高拍照效果越清晰，成像也就越好。这种理解是错误的，像素仅仅只是分辨率的尺寸单位，而不是画质，例如某手机商家大力宣传像素提高到1400万，意思也仅仅是“用我家手机拍出来的照片可以洗两三米那么长”罢了。
感光元件的重要性
那到底画质和什么有关呢？几个重要的因素：镜头的材质和结构设计、光圈类型、内部软件图像算法、更重要的也就是本篇要讲的：感光元件的大小。
感光元件从字面上看，和光有关系，画质的好坏取决于感光元件捕捉到的光子多少来决定，感光元件越大，可捕捉的光子越多，感光性能越好，能够带来更细腻的画质，分辨率自然就越高。而为什么说和像素的多少和画质无关呢？
这里可以把感光元件理解为承载像素的一个载体，有一支能写一万个字的笔，拿它写在一张小名片上，很挤，写在一张A4纸上，很宽敞。载体越大，性能也越好。同样，在两张A4纸上写字，字写的特别大，写不了多少就写满了，反之字写的很小，会写的特别多，字与字之间相对也十分拥挤。 像素也一样，在感光元件面积一定的情况下，像素越高，pixel size（单个像素尺寸）就越小，理论上图像的噪声越大，动态范围幅度更小，并且可能受到弥散圆的影响，即像素之间的互相影响。
理论上Pixel Size（单个像素尺寸）越大成像
反之，pixel size越大，图像的噪声和动态范围也就可以控制的更好，而且受弥散圆的影响也更小。苹果此前一直采用800W的低像素，很大的原因就是为了保持大pixel size。
再举个例子：一共有一百个人，住在一个50平的小草屋里，很挤，住在一个8000平的大城堡里，很宽裕，两个房子都可以住得下100个人，如果你要从字面上“能住一百个人的房子”是判断不出这个房子的大小的。
这也是为什么苹果的800W像素比其他1200W像素的手机拍照效果要好，500W像素的单反照样秒杀1600W的手机相机，很大的原因就是因为它的房子（感光元件）大，并且它住的人（pixel size）也够大够胖，把房子撑起来了。
全画幅感光元件与手机感光元件面积对比
现在大部分手机常见的CMOS像素尺寸为1.12微米，而作为单反相机的D800像素尺寸是4.88微米，感光元件更是大于手机数倍。
像素的尺寸不是固定的，它的排列顺序也不唯一。 例如普遍的RGB子像素排列、RGBW技术排列、Pentile排列等等，这种排列方式的改变也可以提高画面的分辨率和拍照体验，但更重要的还是取决感光元件的大小。
像素的几种排列方式（图片引自百度百科）
感光元件是相机的核心，也是关键的技术，目前主要有两种感光元件：一是CDD（电荷耦合）元件；另一种是CMOS（互补金属氧化物导体）器件。虽CCD成像更为优异，但只有少数几个厂商例如索尼。松下等掌握这种技术，而且其制造工艺复杂，价格成本昂贵，而CMOS的制造成本和功耗要低于CCD不少，所以如今的大多数摄像头生产厂商采用的是CMOS感光元件，并且它被看作是未来的成像器件，手机上的传感器也全部属于CMOS感光元件。
得知了影响画质的因素，再来比较索尼IMX传感器孰强孰弱一目了然，虽然结构上的升级可以在对焦速度、噪点控制、以及色彩表现上略有升级，但是其关键因素还是要比较CMOS尺寸的大小。
SONY CMOS规格天梯图
从天梯图来看，小米5S及Google Pixel配备的索尼IMX375传感器在CMOS尺寸上具有绝对的优势，单位像素面积也大，尽管只有1200万像素，成像效果理论上依旧要优于下面型号的手机。
IMX378和其他型号面积大小对比（图片引自中国经济网）
但小米5S并非目前CMOS尺寸最大的智能手机，例如2012年MWC上诺基亚发布的一款具有4100万像素卡尔蔡司摄像头的手机808 PureView，该机CMOS传感器达到1/1.2英寸，可以说是震撼全球，2014年9月，松下在德国Photokina 2014展会上发布了当时最强的手机摄影王者——Lumix CM1，其传感器尺寸更是达到了前所未有的1英寸的“变态”级别，这么大CMOS尺寸也导致松下Lumix CM1的镜头异乎寻常的大。
松下Lumix CM1（图片引自phonearana）
看完本篇文章相信你对CMOS和像素之间的关系有了更进一步的了解，当然手机成像也离不开光圈大小、镜片质量以及软件处理等因素。当你在观看某智能手机新品发布会，又听到主持人高喊：这次的新品像素又提升到XX千万时，可以理直气壮的说“几千万又怎样，谁知道你的‘房子’有多大呢？”
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