隨著手機(jī)攝像頭整個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，廠商在制造攝像頭模組時(shí)也不再局限于像素的提升，越來越多像光學(xué)防抖、數(shù)字防抖、Ultrapixel的技術(shù)被應(yīng)用到手機(jī)領(lǐng)域。而在最近三星發(fā)布了Galaxy S7/S7 edge，其后置一枚采用全像素雙核技術(shù)的1200萬像素?cái)z像頭，究竟全像素雙核是什么東東呢？

在理解全像素雙核前 你需要先明白這些：

①手機(jī)上的“相機(jī)”

 

主要由鏡片模組（以及馬達(dá)）、紅外線濾光片、傳感器、以及集成在Soc里面的DSP模塊組成，而鏡片模組主要把外界的光進(jìn)行聚焦、糾正鏡片帶來的畸變，過濾無用光等等，傳感器用于光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，而DSP模塊則負(fù)責(zé)處理電信號(hào)讓它變成能顯示出來的照片，同時(shí)向像鏡頭模組/傳感器作出各種反饋。

②傳感器

 

通常由紅、綠、藍(lán)三色像素組成（RGBW則把一個(gè)綠換成白），而每一個(gè)像素則由不同顏色（RGB）的微透鏡、防止光亂竄的“井”、以及光電二極管這三個(gè)主要部分構(gòu)成。光通過鏡頭模組照射到傳感器表面，然后經(jīng)過RGB三色的微透鏡進(jìn)行過濾，過濾完剩下的光則通過“井”照射到光電二極管上，進(jìn)行光→電信號(hào)的轉(zhuǎn)化。

 

全像素雙核的原理解析　　全像素雙核其實(shí)并不是在Galaxy S7上首次出現(xiàn)，該技術(shù)曾出現(xiàn)在佳能的在7D mark2以及70D兩款相機(jī)上。而這里的“全像素”指的是CMOS傳感器上面的所有像素，而“雙核”指的是把每一個(gè)像素當(dāng)中的光電二極管一分為二（其實(shí)就是2個(gè)），讓分開后的光電二極管能獨(dú)立接收光線，形成的相位差就是驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行對(duì)焦的“依據(jù)”，而獨(dú)立的2個(gè)光電二極管在成像時(shí)可作為一個(gè)像素（合并）進(jìn)行輸出。! u! }' E

對(duì)焦的原理/步驟大概是這樣子的:①一分為二的光電二極管分別接收光信號(hào)，②計(jì)算兩個(gè)圖像（光信號(hào)）的信號(hào)差以及偏差方向，③根據(jù)計(jì)算結(jié)果驅(qū)動(dòng)鏡頭馬達(dá)進(jìn)行合焦，獨(dú)立的2個(gè)光電二極管“合并”成像進(jìn)行圖像的輸出。

 

——①全像素雙核技術(shù)的傳感器里頭的每一個(gè)像素都配備了2個(gè)獨(dú)立的光電二極管，而在接收光線時(shí)這兩個(gè)光電二極管可以獨(dú)立獲取圖像（例如二極管1接收?qǐng)D像A，二極管2接收?qǐng)D像B），獲取的A、B像交給信號(hào)處理引擎處理。

 

——②在未合焦（對(duì)焦失敗）的狀態(tài)下，A、B像之間會(huì)存在偏差量，也就是兩個(gè)信號(hào)源的波峰不重合，而此時(shí)的畫面是模糊的。而信號(hào)處理引擎（可能就是DSP，有待證實(shí)）根據(jù)A、B像相互偏移的距離與方向，計(jì)算出鏡頭馬達(dá)需要移動(dòng)的位移量以及方向（為了讓A、B像重合），并將計(jì)算結(jié)果反饋給鏡頭馬達(dá)。

——③鏡頭馬達(dá)根據(jù)反饋的信號(hào)進(jìn)行移動(dòng)，完成合焦，一個(gè)像素內(nèi)的2個(gè)獨(dú)立光電二極管進(jìn)行合并成像，此時(shí)畫面清晰，單次拍照完成。

 

全像素雙核:對(duì)焦快/范圍廣/ 不會(huì)犧牲畫質(zhì)　　對(duì)焦速度比反差式、相位式、混合對(duì)焦更快，而且對(duì)焦的范圍也變大（佳能稱相位差對(duì)焦的有效范圍為30%~40%，而全像素雙核的對(duì)焦范圍可達(dá)80%[垂直]*80%[垂直]）。另外，由于“雙核”光電二極管在成像時(shí)“合并”為一個(gè)整體進(jìn)行輸出，所以在保證對(duì)焦性能的同時(shí)不會(huì)犧牲畫質(zhì)。

 

 

全像素雙核和先前的相位對(duì)焦有2個(gè)大的區(qū)別　　其實(shí)從原理上看來，全像素雙核的實(shí)現(xiàn)方式與先前的相位對(duì)焦基本類似，它們都是通過檢測(cè)未合焦時(shí)兩個(gè)像之間的偏差量與偏差方向去判斷對(duì)焦物體的遠(yuǎn)近。在原理上可謂相當(dāng)相似。

 

但全像素雙核與相位對(duì)焦最大的不同點(diǎn)在于，相位對(duì)焦基于傳感器上分散布置的對(duì)焦像素，這部分像素不參與最終成像，而缺失的像素圖像需要通過算法去“補(bǔ)償”，所以會(huì)一定程度上犧牲了畫質(zhì)。另外，由于這些分布在傳感器上的對(duì)焦像素主要集中在傳感器的中央范圍，所以相位對(duì)焦的范圍不能完全覆蓋畫面。

 

而采用全像素雙核技術(shù)的傳感器，每個(gè)像素里的2個(gè)光電二極管可以用于對(duì)焦之外，還可以“合并”在一起用作圖像的輸出，所以畫質(zhì)上不會(huì)受到影響。另外，由于“雙核”應(yīng)用到整個(gè)傳感器的每一個(gè)像素上面，所以其對(duì)焦范圍理論上能覆蓋整個(gè)傳感器，但由于成本以及鏡頭模組上的配合，通常全像素雙核的對(duì)焦范圍覆蓋傳感器的64%（上下各80%）區(qū)域，范圍上比傳統(tǒng)的相位對(duì)焦大得多。　　當(dāng)然最重要的是全像素雙核技術(shù)的對(duì)角速度比傳統(tǒng)的相位對(duì)焦、混合對(duì)焦都要快，因?yàn)闆]有了先相位對(duì)焦（保證速度）后反差對(duì)焦（保證精度）這個(gè)過程。

總結(jié)　　由于手機(jī)體積上的限制，所以其攝像頭傳感器面積不能盲目增大，而總像素的提高又意味著單個(gè)像素的面積會(huì)有所縮小，從而可能讓光信號(hào)向其它像素“溢出”導(dǎo)致畫面出現(xiàn)雜訊，影響畫面色彩的表現(xiàn)。因此，廠商便開始在傳感器、鏡頭模組上做花樣，把不少技術(shù)應(yīng)用到手機(jī)拍照上面，而我們也因?yàn)槭謾C(jī)拍照的方便，對(duì)其成像需求越來越高，在科技領(lǐng)域的革新以及消費(fèi)市場的雙重帶動(dòng)下，2016年相信這種黑科技更會(huì)越來越多。