從蘋果超分辨率專利說起——智能手機攝像頭的未來

萬眾矚目的iPhone 6即將發布，但是攝像頭傳言仍然只有800萬像素。在競爭對手進化到1300萬、1600萬、甚至2070萬的時候，蘋果堅持了800萬像素但是增加單位像素面積，降低噪點，提升夜拍水平。
不過，蘋果並不是永遠只打算提供800萬像素的照片，在不久前蘋果申請的一項名為“Super-resolutionbased on optical image stabilization”的專利中，提到了採用多張合成來生成超像素圖片。雖然OPPO早就拿出來了1300萬合成到5000萬像素的Find 7，但是只有蘋果使用了某項技術，這項技術才會在業內迅速普及，提升我們的體驗。但是，蘋果的方案是否就是最佳呢？智能手機攝像頭未來會如何發展呢？

一、蘋果的攝像頭技術路線手機拍照技術發展已經很久，目前已經很成熟。

我們看一下歷代iPhone的攝像頭，從200萬、320萬的FSI，到500萬、800萬的BSI。然後是像素數不變，把CMOS的單位像素面積從1.4um提升到1.5um（iPhone 6的消息是可能進一步提升到1.75um）。

對拍照效果而言，在鏡頭品質和ISP處理水平不成為瓶頸的情況下。單位像素面積越大，噪點越少，暗光下表現越好。而像素數越高，圖像的解析力更好，細節更多。因為智能手機厚度有限，CMOS總面積不能過大，兩者就構成了矛盾。同樣是1/3寸，1300萬像素的三星S4細節比iPhone 5s好，而800萬的iPhone 5s暗光和噪點比三星S4好。而蘋果目前想出來的超像素方案可以找到更好的平衡點。通過拍攝多張合成的方式，把一塊1 /3寸的CMOS利用多次，可以生成超像素的圖片。在細節上超過1300萬甚至2000萬的攝像頭，而在噪點和暗光上盡可能保持原有的水平。
實際上，這個方案等於通過高速計算增加了CMOS的面積提升細節。 OPPO Find7的5000萬和1300萬模式對比，細節進步明顯（一加手機也用了多幀合成，但是像素保持1300萬，增加的信息用於降低噪點）。蘋果在圖形上的積累遠超過OPPO，如果採用類似的技術，效果應該也不會令人失望。

二、 諾基亞的方案蘋果的辦法不錯，但是否就是最佳的方案呢？

這裡我們要提到另外一個手機拍照的巨人——諾基亞。

蘋果從一開始就考慮手機的厚度和美觀，在攝像頭盡量不突出的情況下來考慮提升畫質。而諾基亞從一開始就沒有那麼多條條框框，所以諾基亞能提供出畫質更好的方案。既然手機CMOS面積小影響畫質，那麼我就增加厚度，加大面積。在單位像素面積和像素數互相矛盾，那麼我就在必要時把多個像素合成一個來用。這個思路出來的產品是諾基亞808，1/1.2寸的CMOS面積至今都是手機中最大的。強光下3800萬保證細節，弱光下只用500萬、甚至300萬，單位像素面積達到3um以上，大幅提升畫質，降低噪點。雖然和蘋果的技術路線不同，但是諾基亞用更“硬”的辦法解決了細節與畫質之間的矛盾。

三、完美的組合
能不能把這些技術結合一下呢？既然追求畫質就需要足夠大的攝像頭，那麼不妨把攝像頭做大做厚。因為現在手機都是大屏幕，攝像頭凸出只要加以裝飾並不會難看。

既然iPhone 6的攝像頭也凸出了，再凸一點又何妨呢？攝像頭凸起，我們把CMOS做到1寸左右是可以。如果用以前流行800萬的1/3.2寸BSI規格計算，就是把9片做到一起，CMOS面積做到1/1.06寸，像素做到7200萬。單位像素面積1.4um。

只使用諾基亞的過採樣技術，這塊CMOS可以出7200萬的超高像素照片，也可以出800萬像素，單位像素面積達到4.2um的高品質照片。如果把過採樣技術與超像素結合起來，多幀合成，那麼就可以把這個1/1.06寸的CMOS利用多次。如果用於降噪，可以拍攝出純淨度極高、畫質超一流的的800萬像素照片。如果用於提升細節，可以拍出像素過億，細節超過普通單反的照片。

現在的智能手機淘汰了DC，未來的智能手機能不能淘汰微單和全畫幅以下的單反呢？我們拭目以待。


資料來源：雷鋒網
編輯：maomaobear