Tham dự Tech Lounge

Tham dự Tech Lounge


ISOCELL - công nghệ tăng cường chất lượng ảnh - ứng dụng cho thiết bị di động

starnt
13/3/2014 17:38Phản hồi: 199
ISOCELL - công nghệ tăng cường chất lượng ảnh - ứng dụng cho thiết bị di động
samsung-camera-module.jpg
ISOCELL không chỉ là chiêu quảng cáo của Samsung, mà là một công nghệ hình ảnh cải tiến, giúp giảm tạp nhiễu chéo giữa các giếng bắt sáng trong một điểm ảnh, tăng độ thực màu và độ sắc nét so với cảm biến ảnh BSI thông thường, hứa hẹn chất lượng hình cao hơn và/hoặc kích thước cụm máy ảnh nhỏ gọn hơn.[prebreak][/prebreak]

Bài viết khá dài của Androidauthority giải thích công nghệ và ứng dụng của ISOCELL, các bạn nên pha sẵn cho mình một ly cafe hoặc một tách trà và từ từ đọc,


Megapixel quả là một con số dễ dàng để so kè với nhau, đó là lý do tại sao rất nhiều nhà sản xuất thích khoe khoang về điều này, đẩy MP lên cứ như thể thuốc chữa bách bệnh cho mọi vấn đề của nhiếp ảnh điện thoại. Tuy nhiên còn có rất nhiều các yếu tố quan trọng khác góp phần kiến tạo một cảm biến hình ảnh chất lượng cao chứ không chỉ đơn thuần là megapixel, đó là lưu ý quan trọng khi chúng ta nói về ISOCELL.

Người hâm mộ máy ảnh có thể đã nghe về cảm biến hình ảnh của Samsung mang tên ISOCELL, được cho là đã xuất hiện trong chiếc Galaxy S5. Công nghệ mới này hứa hẹn tăng độ nhạy sáng và màu sắc trung thực hơn ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu, và Samsung sẽ áp dụng nó như là bước cải tiến tiếp theo của cảm biến công nghệ sử dụng công nghệ Backside-illuminated (BSI - đưa dây điện ra sau) .

Chúng ta rồi sẽ được nghe nhiều hơn về công nghệ ISOCELL trong vài tháng tới. ISOCELL không chỉ là mỹ từ bởi vậy sẽ là hữu ích nếu biết công nghệ này là gì và nó hoạt động như thế nào. Bài viết này sử dụng thông tin từ một bài thuyết trình về công nghệ mà chúng tôi mới tham dự, ta sẽ có một cái nhìn sâu hơn về việc Samsung muốn thay đổi cục diện máy ảnh smartphone như thế nào.


camera-sensor-645x272.jpg

Thiết kế cảm biến hình ảnh chất lượng cao


Một trong những yếu tố quan trọng nhất quyết định chất lượng chung của một cảm biến hình ảnh là lượng ánh sáng mà nó có thể bắt được tại mỗi điểm ảnh (pixel). Đây là một tiền đề rất đơn giản - càng nhiều của ánh sáng từ cảnh chụp mà cảm biến nắm bắt được thì hình ảnh càng được tái tạo chính xác. Điều này có nghĩa rằng kích thước từng điểm ảnh càng lớn thì càng có lợi cho chất lượng hình ảnh, bởi mỗi điểm ảnh có thể nhận nhiều ánh sáng hơn.

Tuy nhiên, khi bạn có từng điểm ảnh lớn, thì số điểm ảnh trên một diện tích tấm cảm quang lại không thể nhiều, và không nhiều thì độ phân giải nhỏ hơn và hình ảnh ít chi tiết hơn.

Thường thì các nhà sản xuất điện thoại quan tâm nhiều hơn tới việc nhét càng nhiều điểm ảnh vào để tăng độ phân giải thay vì chế tạo ra điểm ảnh nhạy sáng hơn.

Một ngoại lệ đáng chú ý là HTC, hãng này với công nghệ UltraPixel của mình đã cố gắng đi ngược lại xu hướng tóp teo các điểm ảnh. UltraPixels thực tế là điểm ảnh cơ bản lớn, và đó là lý do tại sao HTC đã phải giảm độ phân giải của máy ảnh của HTC ONE xuống chỉ còn 4MP. Tích cực mà nói thì One có thể chụp đẹp ở điều kiện ánh sáng yếu trong khi các máy khác phải “gồng mình”.

Tuy nhiên, không phải hãng nào cũng sẵn sàng đi theo con đường của HTC, vì vậy các nhà sản xuất cảm biến đã đổ hàng tỷ USD vào việc phát triển cảm biến vừa có độ phân giải cao vừa có độ nhạy sáng tốt nhằm phục vụ cho yêu cầu khó khăn từ những chiếc smartphone.

Với nỗ lực bắt sáng tốt ngay cả trên điểm ảnh rất nhỏ, các nhà sản xuất đã có những bước tiến rất dài để nâng cao hiệu quả của cảm biến, từ loại bỏ những khoảng trống giữa các điểm ảnh cho đến việc chuyển các dây điện kết nối các điểm ảnh xuống bên dưới để không cản trở ánh sáng đi vào (BSI). Hình minh họa dưới đây cho thấy cảm biến BSI bắt được nhiều quang tử (photon) hơn , so với cảm biến FSI bị vướng một chút dây điện.

Quảng cáo


6641-sony_cmos_diagram.gif
Công nghệ BSI (bên phải) giúp ánh sáng lọt vào giếng nhiều hơn

Tuy nhiên công nghệ BSI tới đây đã tối đa hóa hiệu năng cảm biến rồi. Một trở ngại lớn khác ảnh hưởng tới chất lượng ảnh đó là tạp nhiễu chéo (crosstalk), và đây là chính là nơi dụng võ của ISOCELL.

ISOCELL giải quyết vấn đề gì?


Khi kích thước điểm ảnh ngày càng nhỏ đi, thì các diode quang điện (photodiode) bắt đầu cảm nhận không thật chính xác màu sắc và lượng ánh sáng do một hiện tượng gọi là tạp nhiễu chéo. (Diode quang điện có nhiệm vụ tóm từng hạt ánh sáng và chuyển thành dòng điện, sau đó bộ xử lý sẽ xử lý dòng điện thành hình ảnh)

Tạp nhiễu chéo xảy ra khi một chút ánh sáng lẽ ra chui vào photodiode này thì lại "rò rỉ " qua photodiode lân cận, gây ra một dòng điện yếu ớt ở một nơi mà lẽ ra không nên có.

Có vài nguyên nhân gây ra tạp nhiễu chéo, trong đó nguyên nhân hay gặp nhất là ánh sáng phản xạ bật qua lại xung quanh bên trong diode, được gọi là tạp nhiễu quang (light crosstalk). Ngoài ra, khi một điểm ảnh nhận được nhiều ánh sáng hơn khả năng nó có thể xử lý (ánh sáng tràn qua mức độ bão hòa), thì xảy ra tạp nhiễu điện (electronic crosstalk), đó là việc tạo ra dòng điện ở những diode sai đích do sự dò rỉ tín hiệu điện truyền dữ liệu từ các diode

Quảng cáo


Image-sensor-crosstalk.jpg
Hình trái mô tả 2 tạp nhiễm chéo quang và điện, hình bên phải mô tả thực tế nhiễu sinh ra màu đỏ và xanh dương trong khi lý tưởng chỉ có màu xanh lục
Thử lấy một ví dụ thực tế: chỉ có quang phổ xanh lục chiếu vào một điểm ảnh nào đó, thì ngoài chui vào diot xanh lục,một số quang tử có thể bị rò rỉ vào diode màu xanh dương và màu đỏ và gây ra một dòng điện nhỏ trong các diode màu này, mặc dù thực tế không có màu đỏ hoặc màu xanh dương trong bối cảnh chụp đó. Như bạn có thể mường tượng được, điều này dẫn đến một quang sai nhẹ, thể hiện ra qua nhiễu và phình nở màu. Tạp nhiễu chéo là không thể loại trừ hẳn, nhưng có thể được giảm nhẹ bằng một số kỹ thuật thông minh.

ISOCELL hoạt động như thế nào?


ISOCELL về cơ bản là một sự cải tiến của công nghệ hiện có và nhằm mục đích giải quyết các vấn đề nêu trên. ISOCELL xử lý vấn đề tạp nhiễm chéo bằng cách dùng rào cản vật lý cách ly các giếng bắt sáng, vì thế chúng ta mới thấy từ ISO - isolating có nghĩa là cách ly. Những rào cản này giúp các photon bị tóm vào các giếng dành cho chúng và được hấp thu bằng photodiode tương ứng chứ không bị nhảy sang chơi ở giếng bên cạnh.

Đây là video mà Samsung giải thích về ISOCELL:


So với các điểm ảnh của BSI thông thường, ISOCELL dự kiến sẽ giảm tạp nhiễu chéo và nâng cao dung lượng của giếng bắt sáng khoảng 30 phần trăm. Điều này không có nghĩa là chất lượng hình ảnh sẽ được cải thiện 30 phần trăm, nhưng rõ ràng là độ thật màu sẽ cao hơn, sẽ được nhận ra bởi độ sắc nét và nhuận sắc được cải thiện đôi chút.

samsung-16mp-isocell-sensor-2.jpg
Chuỗi cải tiến để nâng cao chất lượng ảnh, từ giảm khoảng trống giữa các điểm ảnh, tăng độ sâu giếng, điều sáng, chuyển vị trí dây điện cho tới ISOCELL

Chi tiết kỹ thuật


ISOCELL là tên thương mại còn tên kỹ thuật của Samsung là 3D-Backside Illuminated Pixel with Front-Side Deep-Trench Isolation (F-DTI - ) and Vertical Transfer Gate (Điểm ảnh BSI 3-D với công nghệ thiết lập rãnh sâu ở mặt trước và cổng truyền dọc)

Vấn đề nảy sinh khi áp dụng rào cản F-DTI là chính nó lại làm thiệt mất diện tích bề mặt của photodiode phục vụ việc bắt sáng, và ảnh hưởng tới khả năng tối đa của giếng bắt sáng. Để giải quyết vấn đề này, Samsung đã thay đổi thiết kế của diode sử dụng một thành phần được gọi là cổng truyền dọc (VTG), thay vì kiểu ngang thường được tìm thấy trên các bộ cảm biến BSI. Việc sử dụng VTG giúp Samsung phân cách các diode bắt sáng, nhưng vẫn duy trì được giếng bắt sáng rộng và có được độ nhạy sáng tốt.

Nhờ công nghệ này, Samsung đã giảm tạp nhiễu chéo từ 19 phần trăm của BSI thông thường xuống còn 12,5 phần trăm ở ISOCELL. Công nghệ mới cho tỷ suất tín hiệu sáng / nhiễu (YSNR = 10) đạt 105 lux, so với 150 lux nếu dùng BSI thường, năng lực tối đa của giếng bắt sáng cũng được 6.200 e- so với 5.000 e- trên một cảm biến BSI tương tự .

ISOCELL cũng cho phép mở rộng góc tới của ánh sáng bởi có thể bắt được ánh sáng ở góc xiên nhiều hơn. Điều này cho phép việc sử dụng các ống kính trị số F thấp hơn (khẩu lớn), giúp ghi được ảnh chất lượng tốt hơn trong môi trường thiếu sáng. Sau rốt, ISOCELL giúp các nhà sản xuất dễ bề hạ thấp độ cao của cụm máy ảnh hoặc tăng diện tích bề mặt của pixel. Cảm biến sẽ có thể thiết kế nhỏ hơn, tiềm năng tiết kiệm chi phí về sau cho nhà sản xuất.

ISOCELL-CRA.jpg

Ý nghĩa của công nghệ này trên smartphone


Rõ ràng ISOCELL hứa hẹn cải thiện chất lượng hình ảnh nói chung, cụ thể là cải thiện độ sắc nét, dải tương phản động rộng hơn. Sau đây là những ứng dụng thực tế

BSI-ICOCELL-Comparison.jpg

isocell-sample.jpg

ISOCELL chắc hẳn sẽ có ảnh hưởng đến vấn đề chi phí và phát triển tương lai của máy ảnh điện thoại. Bởi công nghệ mới liên quan đến quá trình sản xuất phức tạp hơn, do đó máy ảnh sử dụng ISOCELL ban đầu có thể sẽ hơi đắt hơn các dòng hiện tại – khi mới được tung ra, dẫn đến khả năng chỉ dành cho các thiết bị cao cấp.

Mặc dù cảm biến đầu tiên của Samsung áp dụng công nghệ này chỉ bao gồm 8 megapixel, mỗi điểm ảnh sẽ có kích thước dưới 1,12 micron, nhưng lưu ý rằng phiên bản 16 megapixel đã được sử dụng cho Samsung Galaxy S5. Công nghệ cho phép kích thước điểm ảnh nhỏ nhất, tại thời điểm này, là 0,9 micron; có nghĩa là Samsung trong tương lai còn có thể nhét thêm nhiều điểm ảnh nữa vào cảm biến.

Thu nhỏ kích thước cụm máy ảnh có nghĩa là người tiêu dùng cũng có thể được hưởng lợi từ tiềm năng nhỏ gọn cũng như giá cả rẻ hơn, hoặc các nhà thiết kế có thể sử dụng không gian thêm cho các cải tiến khác của công nghệ máy ảnh, chẳng hạn như ống kính tốt hơn và hệ thống ổn định hình ảnh quang học. Thu nhỏ cụm máy ảnh cũng có thể giúp thiết kế mỏng hơn hay pin lớn hơn.

ISOCELL là một công nghệ mới đầy hứa hẹn, có thể củng cố vị thế của Samsung như một cánh chim hàng đầu trong ngành công nghiệp điện thoại di động. Samsung đã nói rằng ISOCELL sẽ được áp dụng trong " công nghệ cao hàng đầu trên các thiết bị di động hiện đại vào năm 2014 ", trong đó có thể thấy rằng Galaxy S5 hoặc Note 4 sẽ là những chiếc đầu tiên được hưởng lợi từ công nghệ mới này.

199 bình luận
Chia sẻ

Xu hướng

vn_mnm
ĐẠI BÀNG
10 năm
bài viết cả dịch lẫn gốc có vẻ dài & công phu nhỉ ? Viết chi cho nhiều ? Thử vs Nokia 808 PureView thì biết ngay thực hư đó mà ;). So sánh ngay và luôn đê :v

đùa chứ Isocell hay Gigapixel gì gặp PureView Pro cũng tan xác hết :p . So sánh có cũng như không :p
vn_mnm
ĐẠI BÀNG
10 năm
@thanhdat276 Thế thì 808 lại càng không có lỗi gì nhé, lens trên 808 là toàn của Carl Zeiss làm đấy ;), thế thì lại càng nhất ;).

Làm sao cuồng không phải loại pro ? camera của 808 là pro nhất trong số các smartphone của 2012 đã đành, tới nay nó vẫn chưa bị soán ngôi. Công nghệ bá đạo như thế, lens thì lens Carl Zeiss thượng hạng, thế có chỗ nào trong khoản chụp hình trên đt mà 808 không pro nữa ;) ?

Mình cũng có con Canon 600D đấy, nhưng ở xa nhà có phải lúc nào cũng dắt nó trên người khi ra đường đâu ? Còn 808 lúc nào mình mang theo ra đường cũng được
lion922
ĐẠI BÀNG
10 năm
@vn_mnm Thím càng nói càng nhãm, thằng Nokia nó dự là cái 808 nó bán nhiều cũng chả ai mua, nên nó mới làm ít vậy. Kinh doanh thì đừng nói cái chuyện ko muốn bán, chỉ có bản limited nó mới làm SL hạn chế, còn hàng thông thường thì do ế nó mới ko bán nhiều thôi. Thím nói nó ko PR cho 808 mới bán được chừng ấy, vậy nếu có PR thì liệu có bán đc nhiều hơn ko? Trong khi chả ai muốn mua cái hđh symbyan chết dở ấy.
Lumia 900 chả ai mua vì nhiều nguyên nhân. WP mới ra chả ai thèm dùng, MS tuyên bố bỏ WP7, ko lên được WP8, chả ai muốn mua 1 cái máy mà mới mua đã lại bị bỏ rơi như thế.
Nói thật là từ xưa giờ chưa hề nghe ai hoặc báo chí nào nói 808 sốt hàng, 808 được ngta tìm kiếm cả, chỉ có thím nói thôi đấy.
@toantran9999 nokia 808 đơn giản chỉ là 1 chiếc điện thoại chụp nét như máy ảnh thôi
Thử luôn với Pureview đi nhé, và/hoặc so với Sony Z-series nữa
cải tiến thế nào cũng sẽ ăn chửi há há ...
Ngon! Mình chả khoái mấy cái thể loại nửa ông nửa thằng như con pureview 808 của Nokia hay con S4 Zoom của SS tẹo nào, mỏng nhẹ gọn gàng là tuyệt nhất.
công với chả ngệ. Ngoài mỹ,nhật đức,phần lan ra em chả tin được thằng nào nữa cả...gái thì toàn phẫu thuật, điện thoại chả chịu phẫu thuật
bishamoon
TÍCH CỰC
10 năm
@Hungdunghcmc Những cái hàng HQ bạn nói nó cũng sx ở TQ đấy. Hàng gia công sx hàng loạt thì xuất đi nước nào chả giống nhau. Chính tâm lý tự coi hàng của mình là rác, hàng Âu Mĩ chất lượng cao "thể hiện rõ bằng thông số" của bạn mới là sính Âu Mỹ mù quáng.
Mình với bác kia không hề đả động gì đến chất lượng hàng hoá cả, chỉ nói về công nghệ, và rõ ràng công nghệ hiện giờ đến từ châu Âu, Mỹ và Nhật.
P/S: Nhân nói về xe thì công nghệ đúc, hàn, gò thép của bọn khựa còn cao hơn cả Hàn nữa đấy nhé, chứ đừng nói là bọn Nhật.
Ui Nầy
ĐẠI BÀNG
10 năm
@bishamoon Đọc tới đoạn (gạch chân) trong quote của bác mà em giật nẩy cả mình! =))
Em đã suýt khóc đấy! =))
@bishamoon Bác không đọc bài mà quote hoài. Hê hê!!! Nếu phải mua hàng đểu của Âu Mỹ sx tại TQ bán riêng cho nước nghèo, mình thà mua hàng TQ thương hiệu tốt, sẽ có chất lượng ngon và giá lại tốt hơn hẳn.
bishamoon
TÍCH CỰC
10 năm
@Hungdunghcmc Nói chung bác quá cực đoan, sùng bái hàng Âu Mĩ và tự ti về bản thân! Có lẽ bác chưa từng mua hàng từ Mỹ hay châu Âu nhỉ?
Tất cả các mặt hàng từ mid-level trở xuống ở các nước đó đều đc gia công ở các nước thứ 3 (và hàng của VN mình gia công đc đánh giá rất cao). Chất lượng mình không thấy khác gì hàng mình mua ở đây cả, ví dụ như áo Lascote, quần short GAP mình ship từ Mỹ và áo mình mua ở Vincom đều giống nhau, riêng cái dây nịt Tommy mình mua ở Mỹ có 1 con ốc bị toè đầu ngay khi khi mình vặn để chỉnh lại dây.
Mình từng tới nhà máy của Kwang Viet, họ có cho mình xem áo khoác mẫu của hãng Patagonia và áo mà Kwang Viet gia công lại, áo mẫu có chất lượng cực kì xuất sắc, nhưng Kwang Viet cho biết họ thừa sức sx đc áo có chất lượng tương đương với áo mẫu nhưng chính Patagonia đặt hàng họ như thế này, và cả lô đó đều đc bán sang Âu Mỹ nhé.
iPhone hàng LL xuất đi Mỹ, hàng ZA xuất cho HK hay hàng EU cho châu Âu, mình không thấy chất lượng khác gì nhau, ngoài chuyện màn hình của hàng ZA thường vàng hơn, do người châu Á mình thích màu sắc rực rỡ hơn còn châu Âu thích màu trung thực.

Anyway! Mình thấy bạn đã thành công tổ lái vấn đề công nghệ của Châu Âu, Mỹ, Nhật tiên tiến hơn Hàn sang vấn đề chất lượng, và mình không hứng thú thảo luận tiếp với bạn về vấn đề này nữa.
ôi sam sung :p

bởi vậy bạn mới là người việt nam đó bạn
linhatm
TÍCH CỰC
10 năm
bu lu bù loa này nọ chứ sp của ss ra cái khỉ gì, bán dc 1 hô hoán 10, giống như thời xưa ta bắn rơi máy bay Mỹ vậy.
tất nhiên người Việt nam tuy không giàu và giỏi như họ nhưng ít ra gái Việt Nam mình vẫn đẹp tự nhiên hơn là họ
TinNghia
TÍCH CỰC
10 năm
@manhs2tara Cho thêm chút muối iôt
@manhs2tara Có đẹp hơn thì cũng mang đi bán cho họ, vậy mà cũng đi khoe nữa....
Sức sáng tạo của Samsung thì ai cũng biết nó thế nào rồi !
Đừng nghe M$ kể chuyện , đừng nghe $$ trình bày
Nghe cam s5 có vẻ ngon 😃
Có vẻ công nghệ mới này ngon, nội cái quay HDR realtime là thấy SS đã đi trước các bác khác 1 bước rồi đó.


Sent from my iPad using Tinhte.vn
huydcc
TÍCH CỰC
10 năm
quảng cáo thì hay rồi,nhưng cứ phải so sánh ảnh chụp với các máy flagship khác là biết ngay bao % sự thật mà
Lại lừa tình nữa rồi


Sent from my iPhone using Tinhte.vn
nói thật là mình k cần biết nó cho cái công nghệ gì vào, nhưng cuối cùng ảnh mà ng sử dụng nhận được thế nào thôi. có chấp nhận và sử dụng tốt đc hay không kìa.
có vẻ như mấy bạn ở tinhte luôn đi ngược lại thế giới
trong khi Hàn Quốc đang nổi lên như một nước đang phát triển về khoa học công nghệ thì mấy bạn đang ở VN( 1 nước thuần nông) dám mở mồm ra chê nó
SS đang thành công trên TG ntn thì các bạn ngồi đây ghét nó, rồi quyết định tương lai của nó như đúng rồi 😔
@bestboy2142 Mình thích bạn. Like like like...
@bestboy2142 Anti mà lị, ghét thì cái gì nó chả xấu, loạn cào cào lên ấy chứ, gato với thành tựu của người ta mà, lúc nào cũng chê ẻo eo, như chó sủa đoàn người vẫn đi đó thôi
@bestboy2142 bản chất của thanh niên việt nam bây giờ là thế mà, đi đâu cũng mở mồm ra chê bai trong khi bản thân thì như cụt ...
Samsung nói riêng và đồ Hàn nói chung, chỉ thấy có mỗi 2 công nghệ vô địch, đó là mẫu mã chức năng phong phú và giá rẻ.
Còn lại ra sao chắc mọi người ai cũng biết. 😁
@LRA ss giá rẻ thì xem lại đi, giá nó luôn cao hoen các hãng android khác xách tay. Còn giá bán tại VN thì có sự khác biệt vì có nhà máy làm tại VN.

Xu hướng

Bài mới









  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2024 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: Số 70 Bà Huyện Thanh Quan, P. Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM
  • Số điện thoại: 02822460095
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019