RYYB阵列和偏色有直接关系吗?华为为啥在p40上还坚持用它?

RYYB阵列和偏色有直接关系吗?华为为啥在p40上还坚持用它?

  • P40系列的发布,华为带来了全新升级的 5000万像素主摄(IMX700 1/1.28英寸底、像素4合1的2.44μm单位像素尺寸 , RYYB滤色阵列)和1200万长焦(型号未知, RYYB滤色阵列)。
  • 我们可以发现,虽然部分网友一直诟病ryyb偏色,但是华为丝毫不为所动甚至把长焦也换成ryyb了。
  • 那按照部分网友那套rbby=偏色这套逻辑,p40的偏色问题岂不是偏到不能看了?

要知道用 RYYB排列是否一定偏色,先弄清楚 RYYB拜耳阵列和 RGGB拜耳阵列是什么。

1.拜耳阵列是什么?

  • CMOS 传感器上的光电二极管(photodiode)只能感知光线的强弱,它是无法感知颜色的,所以它只能输出黑白的照片。在上个世纪的时候呢,有一位在柯达工作的工程师——拜尔,提出了一个解决方案:在每一个光电二极管前加上一块有颜色的滤镜,然后根据每个光电二极管输出的信号强度,以及其前面那块滤镜的颜色特征,结合周围的像素信息,来“猜”出这个像素应该有的颜色。
  • 他尝试过各种各样的滤镜组合,红、黄、蓝、绿、品红、青、白……最后他发现每四个像素为一组的话,R、G、G、B 这个组合是最合适的,也就是一个红、两个绿呈对角线排列,还有一个蓝,这一个经典的组合被广泛采用,也是目前绝大多数设备所使用的方案,而这个方案以其发明者拜尔的名字命名,被称为拜尔滤镜(Bayer Color Filter Array)。
  • 而华为采用的Ryyb排列也是拜尔滤镜的一种。


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2.用了RYYB,那么CMOS还是只能记录红绿蓝三色信息啊,怎么才能得到其他色彩呢?

答:去马赛克算法(结合下图看 下面的文字)

当我们拍摄右侧图 1 的场景时,CMOS 所有像素传回来的图像直接组合的结果就是右侧图 2, 当我们将滤镜颜色加到像素上会得到图 3, 很明显这也不应该是我们最后看到的图像。 所以由 3 到 4 的过程,就需要插值算法(去马赛克算法)来补足。

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看完以上的内容,你会发现无论是Ryyb拜耳阵列还是rggb拜耳阵列,都需要通过去马赛克算法,颜色校正和伽马校正,边缘增强,饱和度增强,去伪色等等一系列算法才能得到最终我们看到的图片.

Ryyb拜耳阵列和rggb拜耳阵列的不同本质上就体现在这一系列算法上.CMOS本身就是色盲,颜色都是靠色彩滤镜配合猜色算法得来的。普通的rggb拜耳阵列猜色会遇到色彩混叠和拉链效应,伪彩色等等一系列的问题.

RYYB的突出问题在于猜色算法和自动白平衡算法是不是能做好。至于色彩准不准,纵观整个手机市场,没有哪家的手机会以色彩还原准确来作为卖点,相机要准确还原色彩都得千八百块一张的白平衡卡伺候,手机就看直出 好不好看,准不准都是闹着玩.

所以手机摄影其实就=计算摄影!

记住照片都是算法加工出来的!!!如果有人问你要没用算法加工的真实图片,你直接把上图的图3甩他脸上!看他喜不喜欢

3.回到最开始的问题,ryyb是否一定偏色? 答案是否定的. 偏色问题和rggb排列没有直接关系!如果你读懂了上面的内容,你就会发现rggb也会偏色.只不过是谁多谁少的问题.而算法的成熟度是影响偏色的一个重要原因. rggb排列是专业相机和手机相机cmos上用的最广泛的一种.而ryyb排列在手机cmos上应用也就华为一家而已.所以算法成熟度上远不如rggb。

4.既然ryyb算法更困难,那华为为啥坚持要用ryyb排列?

  • ryyb最大的好处也就是增加40%进光量,暗光情况能有更多信息.毕竟光线不足时,后期算法再牛逼

不可能"无中生有"吧.虽然大底和更大光圈也可以解决这个问题.但是手机cmos的尺寸是有极限的,不可能无限增长.我预计1英寸就是极限了.而手机上的大光圈受限于手机摄像头模组体积大小等原因,手机的镜头几乎都没有光圈叶片,只有固定的光圈值,所以并不能像单反那样自由调节光圈大小,只能用最大光圈拍摄。大的固定光圈会使画质受到影响,会出现边缘分辨率下降、边角失光严重等问题。

  • 构造技术壁垒,甩开对手。

如果华为和对手使用相同的硬件平台(rggb排列),那么自己保持的技术优势很快就会被对手追赶上.比如,cmos底大小,难道天真的认为小米,ov不可以用一样多的钱找索尼定制一个参数和IMX700差不多的的cmos吗?都是钱索尼凭什么不要小米ov的一定要华为的?你们从小米,ov最近都开始定制的大底,就不难看出. 大底优势不可能保持很久.手机相机的底很快就会进入瓶颈.到时候大家都用一样的底,这个时代很快就会来临. 答案很简单了,既然硬件上华为没办法构造技术壁垒.那就只能在算法上努力. 而大家的算法简单来说就是对一个名叫rggb拜耳阵列产生的色彩信息进行加工,看谁算出来的图片更接近肉眼所见/更讨喜. 说白了大家的原材料是一样的,算法就是加工技巧. 而技巧是可以互相学习的,就跟这几年大家学习谷歌算法一样.所以构建在rggb排列上的算法其实也不能成为技术壁垒. 所以华为主动抛弃Rggb排列这个大家都用的原料,改用ryyb!华为在Ryyb排列上衍生的一系列算法才能称之为"技术壁垒",对手学都学不来.这就是为什么在被imx600吊打的时候, 小米,ov没有盲目定制一个和imx600差不多的cmos.因为就是给对手用也调教不好。

算法能解决的问题都不是问题. 虽然ryyb排列的算法难度很大,但是从P40pro用了两块ryyb来看华为的相机技术团队显然对自己很有信心,认为'算法能解决的问题都不是问题'/找到了克服ryyb排列缺点的方向.我甚至可以大胆猜测到p50时代可能就是全员ryyb了.

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5.p40相比于上一代对偏色有了哪些改进方法?

使用了8通道色温传感器+AI AWB色彩算法是为了保证摄像头之间白平衡/色彩的一致. (具体实际效果,看大家的实际测试).至于cmos和滤光片制造工艺/材料上有没有新突破.恐怕只有华为/索尼知道了(商业机密)。 这里推荐一位up主@请不要叫我评测君, 我就是从他的实测结果知道偏色不是ryyb的独有问题,rggb算法如果不好也是经常出现的(比如拍灯箱也会偏色)。

6.反对的声音(水军的声音)

如果我们把"华为""Ryyb"作为关键词进行搜索,你会发现大部分人都持反对意见.原因有以下几点

  • 初代ryyb实拍确实有比rggb严重的色彩偏离问题
  • 手机相机技术都是专业相机玩剩下的,专业相机厂商过去解决不了的问题,手机厂商肯定解决不了.拜尔滤镜发展40多年了不是没有厂商尝试过ryyb排列但是都知难而退,解决不了带来的缺点(两个Y通道的进光量是RB的两倍,黄色容易溢出,低感下色彩大概率翻车)如果真的能用什么算法去解决的话,那 RGGB 早就被淘汰了
  • 搜索专业论文,你会发现RYYB 是一个非常冷门的排列,细致深入的研究报告极少。相关的专利技术就更少了.华为如果执意ryyb一条道走到黑,早晚进入技术无人区(其实已经进入了,相机厂商在这方面的积累投入都不如华为了),突破非常艰难. 到最后可能是竹篮打水一场空.在相机技术的革新与尝试上,相机厂商们才是真正的领头人,沿着他们走过的路前进才是显示可行。


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7.个人的看法

所谓''路线错了,知识越多越反动",所以前期的技术选型非常重要. 而华为的技术部门选择ryyb不可能比各位吃瓜群众还不了解它的困难. 所以我们暂且认为他们这样做有自己的道理(机密).

我们聊一聊华为的相机技术部门研发有没有突破的实力;

1,算法, 这个不需要多讲,从p9到p40,算法的进步是有目共睹的,包括ryyb的调教也没有太翻车

2,相机硬件设计 从多摄发展,大底发展,潜望长焦来看,华为的硬件设计能力可以说是引领行业的. 3.CMOS制造

不久前有一篇索尼手机cmos事业部负责人的采访. 其中不乏有对CMOS发展方向的讨论 引用一段他的回答 '''当然,竞争对手正在生产1亿像素,但是我们的概念是能够在各种场景(尤其是在黑暗的场景)中产生高质量的图像。

如果太过于拘泥高像素的话,像素间距会很小,反而是有害的。 数码相机开始发展时,像素数也是增加到20mp或更多,但是设计好适当的像素大小的话,像素数反而减少到10或更少。

当5G来临时,还必须提高运动图像的拍摄性能,因此有必要在使用多镜头时 提高传感器本身的性能,如果仅坚持高像素数,那将无法做到。 ''' 不难看出索尼手机cmos的发展方向和华为的不谋而合(买通了?商量好的?)我们在回过头来看看索尼为IMX700/608配备的豪华配置,全像素8核对焦,16和1,大底大像素,高速摄影等等手机上先进的技术华为全占了,连自己家亲儿子(孤儿)索尼手机都没有! 虽然不知道具体原因,但是可以看出索尼手机cmos部门完全和华为走在一条道上全力配合.

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最后说下我用的是第一代RYYBP30Pro,我想告诉你们,想买手机可以去实体店体验,网上自媒体的可信度不是很高,一定要去实体店体验。


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