柯达“下一代色彩滤光模式”光敏度可提高一倍多

sarah Post at 2007/6/20 9:30:00

柯达公司(Eastman Kodak Co.)公布了该公司所称的“下一代色彩滤光模式”,预计它的光敏度是用于照相手机和数码相机中的CMOS或CCD图像传感器光敏度的一倍之多。

取决于应用和系统架构,新模式—提供一系列新的色彩滤光系统—是从广泛应用于的标准Bayer模式分离出来的,Bayer模式也是由柯达创造的一种对红、绿、蓝三种像素进行排列的模式。

虽然建立在Bayer模式上,这种新的技术补充了一种“在上面没有色素的第四像素,” 柯达负责图像传感器解决方案的市场部经理Michael DeLuca说,这样的一个“透明的”的像素—对所有可见的波长都是敏感的—它是被设计用来吸收光线。DeLuca称这一发明是数字摄影技术“又一个里程碑”,其重要性堪比20世纪80年代中期推出的ISO 400彩色胶卷。较早时期的发明使得消费者能在低亮度条件下拍照。

这种新的彩色滤光模式法被称为“全色像素”,利用高灵敏度能检测一种“黑和白”的图像,据柯达公司称。其余的RGB像素然后就能收集色彩信息,这些信息与来自全色像素的信息一起产生最终的图像。

“这种技术极其简单:如打开窗户让光进来一样,”Mobile Imaging Report的编辑Tony Henning说,“在这之前,任何其它人都不会想到,或者,也没有人会按照此想法去做的一件难以置信的事情。”

在照相机供应商之间进行百万像素之战时,图像传感器公司已经开始争相把更多的像素封装到传感器中。以相同的形状因子向更高像素转移的行动,也要求较小的像素以已降低的能力进行采光。

“大部分改进传感器灵敏度的努力已经增加了来自各个像素的信号,但是,这又带来了噪音和图像粒度的问题,” InfoTrends负责客户服务和数字摄影趋势服务的总监Ed Lee表示,“所以,这个是灵敏度和信号噪声之间的折衷。”

要强调的是,这种折衷不是新发明,许多CMOS图像传感器的主要制造商“在对较小像素尺寸和降低的感光度进行补偿方面,都声称至少取得了某种程度的成功,” Henning说,一些制造商减少了每像素晶体管的数量,为光电二极管留下更多的空间;或者他们通过减少金属层的尺寸为光电二极管提供更多的空间,Henning解释说,“其它的公司则降低了光电二极管和在它上部的微镜头之间的距离。”

技术障碍

有可能独立地设为第四代像素光方法的原因在于,通过采用新型的色彩滤光模式技术,“柯达正在从一个不同的角度对它进行考虑,” Gartner的高级研究分析师Erensen说,其它图像传感器公司也正在用基于不同像素阵列的色彩滤光片进行实验,但他还未听到有任何公司开始实施这一技术。

这一进步可能恰恰就是柯达与像Micron或Omnivision这样的对手在CMOS图像传感器市场上进行竞争所需要的。柯达两年前推出了用于数码相和照相手机的CMOS传感器,但在这一市场中却没有什么进展,Gartner的Erensen如是表示。

柯达公司称,该公司的色彩滤光模式技术能用于CMOS或CCD图像传感器,甚至也能用于未来具有先进像素架构的图像传感器。然而,据DeLuca称,柯达的主要对像是针对消费型照相机设计的国产的CMOS传感器。采用这一技术的首批柯达传感器有望在2008年第一季度提供样品。

技术挑战

为了对全彩图像进行重构,采用新的色彩滤光模式,柯达已经开发了一种软件算法,特别用来处理由图像传感器产生的原始数据。理论上说,这种算法采用更灵敏的全色像素,就如一个亮度通道一样,以创建最终的图像。他们也从传感器上的彩色像素来提取色度信息。DeLuca称,柯达将提供一些不同的色彩滤光模式方案,这些方案被优化用于特定的应用和系统设计,并具有不同级别的处理功耗。

然而,也存在一些担忧。一些分析师说,由于图像信息是以所汇编的新色彩滤光模式为基础,可能会需要有额外的处理开销。Henning强调说:“在每个像素上对RGB色彩进行重构所必需的算法,会带来额外的复杂性或不自然之处。”与众所周知的Bayer模式不同,“利用这些新模式,你会获得没有色彩信息的像素......要做出一个有根据的推断就会更难,” Henning说。

InfoTrends的Lee对此赞同地说:“柯达没有说这种模式比目前的Bayer模式是否将需要更多或更少的处理步骤。”

柯达的DeLuca承认,算法的新代码仍需要进一步优化。

虽然行业观察家对柯达的方法表现出了热情,Henning说,在该公司提供图像质量有显著改进的产品之前,其技术仍有待证实。“唯一要紧的事情是图像质量,” Henning表示。

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