Компания Sony является ведущим производителем цифровой фототехники. В мире смартфонов ее матрицы для камер поставляются многим фирмам как в готовом виде (в корпусе), так и в форме «полуфабриката» - самих сенсоров, сборка модулей на базе которых осуществляется другой компанией (вроде O-Film). Одной из флагманских матриц 2016 года является Sony Exmor IMX298, понравившийся нескольким производителям и использованный ими в своих топовых смартфонах. Узнать больше о возможностях данного сенсора поможет его обзор.
Характеристики Sony Exmor IMX298
Техническое описание Sony Exmor IMX298 для потенциальных заказчиков лежит в открытом доступе, поэтому ознакомиться с официальными характеристиками матрицы не составило труда. По данным документа, Sony Exmor IMX298 является CMOS-сенсором и принадлежит к типу BSI (с обратной засветкой). Матрицы такого типа отличаются улучшенной, в сравнении с обычным КМОП, светочувствительностью. Камера поддерживает технологию фазового автофокуса, однако это не полноценный DualPixel.
Полный размер матрицы – 6,433х4,92 мм, диагональ эффективной площади составляет 1/2,8 видиконовых дюйма, что эквивалентно 6,521 мм. Такой типоразмер стандартен для мобильных матриц на 16 МП, поэтому пиксели имеют классические габариты 1,12х1,12 мкм. Реальное разрешение сенсора Sony Exmor IMX298 составляет 4720х1600 пикселей, то есть, почти 17 МП. Часть из них задействована для служебных нужд (вроде электронной стабилизации изображения), поэтому для съемки доступно только разрешение до 4672х3520 точек или 16,44 МП.
Так как ПО камер смартфонов рассчитано на съемку в двух форматах, с пропорциями кадра 4:3 и 16:9, то разрешение полученных кадров будет еще ниже. Видеосъемка в теории может вестись матрицей даже в полном разрешении с частотой 30 FPS, а битрейт системной шины камеры достигает 1,5 Гбит/с. Но так как возможности камеры самым распространенным форматом видео (16:9) – реально доступно для использования лишь разрешение 4К (до 4096х2160) с теми же 30 FPS. При использовании FullHD разрешения максимальная частота увеличивается до 60 кадров за секунду.
Интересной особенностью Sony Exmor IMX298 является поддержка синхронизации двойных матриц. Но несмотря на ее наличие, двойных камер с этим сенсором внутри сейчас на рынке нет.
Смартфоны с камерой Sony Exmor IMX298
С момента запуска в производство матрицы Sony Exmor IMX298 ею было оснащено немало смартфонов. Одним из первых стал Huawei Mate 8, вышедший в ноябре 2015 года. Другие известные смартфоны с камерой на основе Sony Exmor IMX298 – Xiaomi Mi5, OnePlus 3 и 3T, ZTE Nubia Z11 во всех модификациях, смартфоны Asus серии ZenFone 3, LeEco Le Pro 3 и самый продаваемый китайский смартфон 2016 – Oppo R9. Менее известные у нас устройства, использующие такой сенсор камеры – Vivo Xplay 5, Vivo X7.
Одним из самых свежих аппаратов, в котором используется матрица Sony Exmor IMX298, является LG V20. Некоторые источники сообщают о IMX234 (как в LG G5), но это неправда: указанная матрица имеет широкоформатные пропорции и ее снимки по высоте ограничены 2988 пикселями. Так как LG V20 способен снимать фото с высотой в 3492 точки – IMX234 в нем быть не может никак.
Большинство из указанных смартфонов оснащены базовым вариантом матрицы, производимым Sony. Поэтому в них используется оптика со светосилой F/2, а в составе модуля есть механизм оптической стабилизации. Однако похоже, что некоторые китайцы решили сэкономить и использовали упрощенную версию матрицы: в устройствах Vivo и LeEco оптического стабилизатора нет.
Возможности камеры Sony Exmor IMX298 определяются (а иногда и ограничиваются) качеством оптимизации программного обеспечения. К примеру, LG V20 эксперты DXOMark оценили в 85 баллов, Xiaomi Mi5 получил 79 баллов, а ZTE Nubia Z11 – 78. Если рассматривать потенциал камеры с позиции простого пользователя, то Sony Exmor IMX298 – это качественный флагманский сенсор, делающий хорошие фото. Превзойти его по качеству съемки под силу только флагманам Samsung или Apple.
Также вам понравятся:
Как выбрать защитное стекло для смартфона
Что такое ОЗУ в смартфоне и сколько необходимо в 2017 году
В этом обзоре мы рассмотрим новейшую линейку модулей для IP камер от компании Hangzhou Xiongmai Technology Co.,Ltd. на основе процессоров Hi3516Cv300. Это современные модули, поддерживающие протоколы H.264, H.264+, H.265 и H.265+, интеллектуальные функции "пересечение линии", "оставление/пропажу предмета" и прочие. Кроме того, процессоры Hi3516Cv300 являются очень экономичными, потребляют мало мощности и слабо греются, что ведет к длительной и стабильной работе. Данные модули выпущены в продажу компанией Xiongmai в конце декабря и мы первые в России предлагаем IP камеры на базе этих решений.
Но в этой статье мы коснемся не самого функционала камер, а прежде всего качества изображения, выдаваемого камерами в различных условиях. Камеры на матрицах SOI F22 мы выпускаем уже давно и взяли их для сравнения. Матрицы Sony IMX291 STARVIS выпускаются уже больше двух лет, но ранее модули были на платформе с устаревшим процессором Hi3516C, который сильно грелся и нестабильно работал. Мы изначально отказались от включения в свою линейку устаревших модулей и ожидали выхода именно этих новинок, на которые будем ориентироваться в развитии своего оборудования. Матрицы SmartSens SC2235 это тоже новинка конца 2017 года, на момент написания этой статьи на ютьюбе еще нет тестовых видео на этой матрицы, так что, можно сказать, мы так же пионеры в продвижении новинок на рынок видеонаблюдения. Не стоит путать матрицу SC2235 со старыми матрицами SC2035 и SC2135, они были неудачными и мы не включали их в свою линейку оборудования.
Прежде всего хочу отметить, почему мы выбрали именно это место для тестирования наших камер. Известно, что при хорошей освещенности все современные камеры работают примерно одинаково, разница появляется при плохом освещении, чувствительные в темноте камеры стоят дороже. Многие продавцы часто вводят в заблуждение своих покупателей и для демонстрации ночной работы камеры делают демо съемку в момент переключения камеры в черно-белый режим, некоторые совсем недобросовестные продавцы еще и подкручивают время, как будто бы глубокая ночь, хотя по трафику очевидно, что это ранний вечер. Мы же смоделировали стандартную ситуацию, в которой присутствует все три основных режима работы день, ночь с искусственным освещением и ночь без освещения.
Все камеры настроены в стандартный (по умолчанию) режим работы. В настройках камер параметры AGC (автоматическая регулировка усиления АРУ), период срабатывания затвора, WDR, антитуман и т.д., которые могут улучшить статическую картинку, но за счет различных математических алгоритмов и увеличения периода накопления фотонов на матрице, что ведет к размазыванию движущихся объектов, лишая смысл в видеонаблюдении, поскольку охранное наблюдение предназначено для того, чтобы следить за событиями, а не за статичной картинкой.
Все кадры кликабельны, Вы можете открыть их в новом окне для детального сравнения оригиналов.
День.
Мы видим практически одинаковую картинку у F22 и SC2235 с высокой четкостью, F22 смотрится немного по светлее. IMX291 имеет более глубокую цветовую гамму, но отсутствует контрастность в отличие от двух предыдущих матриц.
Вечер цветной режим.
При таком фонарном освещении, а это фактически ночь, все камеры переключаются в ночной черно-белый режим работы, мы принудительно включили цветной режим, чтобы показать практически отсутствие шумов при слабом освещении в цвете. У F22 картинка светлая, но цвета становятся блеклыми. SC2235 цвета более выразительны, но картинка более темная, в IMX291 и цвета различимы и освещенность на уровне, но как всегда отсутствует контрастность.
Вечер.
У F22 более светлая картинка, F22 и SC2235 более контрастное изображение.
Ночь.
А вот в этом режима по совокупным факторам информативности изображения IMX291 выигрывает коллег, сказывается большая чувствительность матрицы и не смотря на меньшую контрастность мы видим больше объектов.
Ночь цветной режим.
Этот режим мы выбрали, чтобы показать преимущества STARVIS технологии от Sony IMX291 - возможность видеть цветное изображение при минимальном искусственном освещении. Цветное изображение более информативно, по нему можно определить цвет автомобиля и одежды, черты лица, оттенки кожи человека, все это важные факторы, которые надо учитывать в построении системы видеонаблюдения.
Выводы.
Современные матрицы F22 и SC2235 показали хорошие результаты по четкости изображения и высокой чувствительности в темное время суток в черно-белом режиме, но если Вам важна ночная съемка в цветном режиме при наличии искусственного освещения или необходимо просматривать большую площадь вообще без освещения в черно-белом режиме, то пока Sony IMX291 не заменим, несмотря на устаревшие технологии, низкую контрастность и более высокую цену.
Модель сенсора IMX322 появилась на рынке еще в 2013 году, и является популярной по сей день, поскольку она обеспечивает высококлассную видеосъемку. Стоит отметить, что когда-то компания SONY шагнула далеко вперед вместе с CMOS-сенсорами, им дали название EXMOR.
Чем же отличился матрицы для видеонаблюдения Sony Exmor?
Все проще простого. Специалисты из Японии смогли исправить главный минус сенсоров. Они сделали отличное шумоподавление, в особенности, когда камера снимала фактически в полнейшей темноте.
Прошло много лет, производители техники из Кореи и Британии, пытающиеся конкурировать с SONY, представляли обществу новые модели камер, но это не принесло должного успеха. Линейка EXMOR осталась на высоте. Конкуренты имели возможность выиграть только в силу более демократичной стоимости.
Разумеется, матрица EXMOR была более дорогостоящей, нежели подобные аналоги. Но если человек нуждался в высококлассном качестве картинки, то выбирал именно эти сенсоры.
К концу 2015 года компания SONY сообщила о выпуске инновационной модели сенсора IMX323. Он должен был стать достойной заменой своего предшественника IMX322.
В 2016 году камеры с этими обновленными сенсорами появились уже и в Украине. Представлены двумя моделями и
Что же мы получили, как пользователи в результате перехода на IMX323?
Ответ следующий: нам предоставили то же устройство, с такими же параметрами и особенностями, как и у предыдущего сенсора, но! Он уже стоил на порядок дешевле. Всего на 15% дороже китайских собратьем с того же алиэкспресс на очень шумных сенсорах H82. Но качество imx323 осталоль очень высоким c детализированной и малошумящий картинкой ночью.
Разработать такой сенсор удалось при помощи использования инновационной технологии CSP (Chip Scale Package). В итоге цена на видеокамеру с IMX323 снизилась в три раза, по сравнению с IMX322, а качество картинки при этом осталось прежним.
Пример ночной съемки с помощью камеры Exmor imx370
Известная японская компания Sony запустила в производство новый сенсор изображения (проще говоря, светочувствительную матрицу для видеокамер) под именем STARVIS. Он обладает уникальными способностями в области фиксации изображений в условиях экстремально низкой освещенности.
Новая матрица выполнена по технологии CMOS с обратной засветкой и разработана в первую очередь для промышленного применения и систем безопасности - например, в камерах видеонаблюдения.
Одна из первых, появившихся на российском рынке 2МП IP камера с матрицей "Старвис" является модель от компании KENO.
Камера выполнена во всепогодном исполнении, имеет вариофокальный объектив с фокусным расстоянием 2,8 - 12 мм (есть также модель с объективом 6-22мм ), грозозащиту и может питаться по PoE. Чувствительность этой камеры заявлена 0.002 люкс в цвете и 0.0002 лк в черно-белом режиме, на сегодняшний день это рекорд для 2МП камер видеонаблюдения!
Повышенные возможности по части ночного видения объясняются тем фактом, что разработчики Sony расширили диапазон чувствительности матрицы за пределы видимого спектра - в сторону ближнего инфракрасного диапазона. «Чувствительность достигает 2000 мВ на один квадратный микрометр, качество изображения высокое в области видимого спектра и ближнего инфракрасного диапазона», заявляет компания Sony.
Сравните как снимает в темноте iPhone 5s и видеокамера с матрицей STARVIS:
Данное видео конечно впечатляет. Камера может "видеть" практически в полной темноте. Мы решили убедиться в этом сами и сравнить как будут показывать 2 FULL HD IP камеры на самых чувствительных матрицах на сегодняшний день (февраль 2017 года.).
Для сравнения мы взяли камеру с матрицей 1/1.8 SONY IMX 185, модель камеры . В качестве экземпляра с матрицей SONY STARVIS выступала вышеупомянутая камера . Что бы в полной мере оценить чувствительность матриц, мы отключили у камер ИК подсветку. Скриншоты с обеих камер мы делали одновременно. Итак первые кадры мы сделали в сумерках:
Как видим с начинающимися сумерками камеры справляются на отлично. Обе показывают четко и в цвете.
Следующие скриншоты мы сделали уже после заката солнца:
На этот раз камера с матрицей SONY STARVIS уже перешла в черно-белый режим, а камера IPEYE с матрицей 1/1.8 еще показывает в цвете. Но при этом ее кадр несколько светлее.
И последние кадры мы сделали уже почти в полной темноте, стоянку освещал только искусственный свет из окон:
Обе камеры уже перешли в ночной ч/б режим. Тут мы видим очевидное преимущество матрицы SONY IMX 185. Кадр с этой видеокамеры получился значительно светлее. Что ж, чуда опять не случилось. Физический размер матрицы все еще играет гораздо более важную роль, нежели какие либо инновационные технологии.
Компания Sony представила в Японии сенсор для камер телефонов нового поколения, получивший индекс Exmor RS. Он отличается поддержкой HDR при съемке видео и наличием (как в дисплеях некоторых новых смартфонов Sony) наличием белого субпикселя (схема WRGB), обеспечивающего повышенную яркость изображения при съемке в условиях слабой освещенности.
Компания Sony представила в Японии сенсор для камер телефонов нового поколения, получивший индекс Exmor RS. Он отличается поддержкой HDR при съемке видео и наличием (как в дисплеях некоторых новых смартфонов Sony) наличием белого субпикселя (схема WRGB), обеспечивающего повышенную яркость изображения при съемке в условиях слабой освещенности. Собственно, индекс Exmor RS получили три модуля - ISX014, IMX134 и IMX135. Первые два имеют 8-мегапиксельную матрицу с диагональю 4.6 миллиметра. При этом младший модуль ISX014 не имеет поддержки HDR и схемы RGBW. Третий модуль IMX135 получил 13-мегапиксельную матрицу и диагональ 5.9 миллиметра. Сенсор ISX014 будет доступен для закупки производителями в октябре этого года, а соответствующий ему модуль камеры IUS014F-Z в ноябре. Аналогично IMX135/IU135F3-Z появятся в январе/марте 2013 года, а MX134/IU134F9-Z в марте/мае.
| Type name | IMX135 | IMX134 | ISX014 | |
|---|---|---|---|---|
| Effective pixels | 4208 (H) x 3120 (V) 13.13 million pixels |
3280 (H) x 2464 (V) 8.08 million pixels |
3280 (H) x 2464 (V) 8.08 million pixels |
|
| Image size | Diagonal 5.867 mm (Type 1/3.06) |
Diagonal 4.595 mm (Type 1/4) |
Diagonal 4.6 mm (Type 1/4) |
|
| Unit cell size | 1.12 μm (H) x 1.12 μm (V) | 1.12 μm (H) x 1.12 μm (V) | 1.12 μm (H) x 1.12 μm (V) | |
| Frame rate | Full | 24 fps | 30 fps | 15 fps |
| 1/2 sub sampling | 48 fps | 60 fps | 30 fps | |
| 1/8 sub sampling | Not support | Not support | 120 fps | |
| HD mode | 1080p 30fps (HDR mode) 1080p 60fps 720p 60fps |
1080p 30fps 720p 30fps (HDR mode) 720p 60fps |
1080p 30fps 720p 60fps |
|
| Sensitivity (F5.6 standard value) | 92mV (Green pixel) 127mV (White pixel) |
92mV (Green pixel) 127mV (White pixel) |
84mV | |
| Saturation signal sensor (Minimum) |
260mV | 260mV | 260mV | |
| Supply voltage | Analog | 2.7V | 2.7V | 2.7V |
| Digital | 1.05V | 1.05V | 1.05V | |
| Interface | 1.8V | 1.8V | 1.8V, 2.7V | |
| Main function | RGBW coding function HDR movie function |
Picture quality adjustment function auto control function | ||
| Output | MIPI (4lane, 2lane) | MIPI (4lane, 2lane) | MIPI (4lane, 2lane, 1lane) | |
| Image output format | Bayer RAW | Bayer RAW | YUV, RGB, RAW, Y / Cb / Cr, JPEG + YUV (thumbnail), JPEG (4:2:2) |
|
| Type name | IU135F3-Z | IU134F9-Z | IUS014F-Z |
|---|---|---|---|
| Module Size | W: 8.5x D: 8.5x H: 5.5 mm | W: 8.5x D: 8.5x H: 4.2 mm | W: 8.5x D: 8.5x H: 4.65 mm |
| AF actuator | VCM (Voice Coil motor) | ||
| Lens constitution | 5 groups of five plastic | Plastic 4 groups 4 | Plastic 4 groups 4 |
| F-measure | F2.2 | F2.4 | F2.4 |
| 35mm equivalent focal length | 28mm | ||