サムスン電子エクシノス技術の最先端ISP、画像処理プロセッサ サムスン電子エクシノス技術の最先端ISP、画像処理プロセッサ

Image Processing

写真や映像を描く
芸術的な脳
カメラアプリを起動してディスプレイの撮影ボタンをタップすると、数十億の算術演算が行われ、フォーカスや露出、ホワイトバランス、色が補正されて、ノイズの少ない素晴らしい写真を残すことができます。 エクシノスの画像信号プロセッサではこのようなプロセスを実行し、一瞬で完璧な画像をキャプチャします。

背景

光の情報を
画像に変換する
プロセッサ
イメージセンサーは、光学レンズから受け取った光を電気信号に変換します。 このデータはISPに転送され、そこで写真の再構築やディスプレイのプレビュー構成が行われます。 照明が写真撮影に適していない状況でも、ISPが魔法のように画質を改善します。
イメージセンサーが光の情報を電気信号に変換するイラスト画像 イメージセンサーが光の情報を電気信号に変換するイラスト画像
イメージセンサーが光の情報を電気信号に変換するプロセスを説明する映像
レンズシステム イメージセンサー isp ディスプレイ
イメージセンサーが光の情報を電気信号に変換するイラスト画像 イメージセンサーが光の情報を電気信号に変換するイラスト画像
イメージセンサーが光の情報を電気信号に変換するプロセスを説明する映像
レンズシステム イメージセンサー isp ディスプレイ
写真の品質を向上させるには、イメージセンサーからより多くの光を吸収し、最先端のISPがそれを処理する必要があります。 そのためには、カメラモジュールのサイズを拡大してより大きなレンズを使用し、様々な機能を備えたイメージセンサーを搭載しなければなりません。 しかし、スリムなデザインのスマートフォンには、十分なスペースがありません。 そこで、サムスン電子は最先端の画像信号プロセッサを開発し、小型の光学部品でカメラ機能と画質を向上させました。

最先端の機能

完璧な画像のための
完璧な技術
オートホワイトバランス(AWB)
白熱電球の下で白い紙の写真を撮ると、デジタルセンサーは紙の色を白で表現できません。 最先端のISPは、イメージセンサーから得られた色情報を分析して周囲の明るさを検知し、全体のカラーバランスを自動で調整します。
サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: オート サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: オート
ホワイトバランス: オート
サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: 昼光/日光 サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: 昼光/日光
ホワイトバランス: 昼光/日光
サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: 日陰 サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: 日陰
ホワイトバランス: 日陰
サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: 曇り サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: 曇り
ホワイトバランス: 曇り
サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: タングステン サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: タングステン
ホワイトバランス: タングステン
サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: 蛍光灯 サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: 蛍光灯
ホワイトバランス: 蛍光灯
サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: フラッシュ サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、オートホワイトバランス、AWB: フラッシュ
ホワイトバランス: フラッシュ
ユーザー設定のホワイトバランスで撮影した村の画像 ユーザー設定のホワイトバランスで撮影した村の画像
ユーザー設定のホワイトバランス
自動露出(AE)
自動露出は、イメージセンサーが受け取る光の量を自動で決める機能です。 ISPはセンサーで明るさの情報を分析し、絞りやシャッタースピードおよびISOを計算して適切な露出になるように制御します。
サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、自動露出、AE サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、自動露出、AE
AF: コントラストAFおよびPDAF
従来のコントラストAFの場合、ISPはレンズを動かしながら焦点補正を計算し、最も大きいコントラスト(明暗差)を探します。 位相差検出AF技術は、以前は高級デジタル一眼レフカメラ(DSLR)にしか採用されていませんでしたが、現在はモバイルデバイスにも採用されています。 PDAFソリューションを採用したISPは、物体間の距離を計算し、補正値を見つけ出して一度に焦点を合わせます。
サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、AF、コントラストAFおよびPDAF サムスンエクシノスの最先端ISPのハイテク機能、AF、コントラストAFおよびPDAF
モザイク除去
一般的に、イメージセンサーは赤、青、緑の画素で構成されています。 これらの画素は3色のうち1色しか認識できないため、色の情報をフルカラーに変換するには画像を再構成する必要があります。 ISPは、画素に関連するRGBカラー情報を分析し、各画素の色を計算し補間することで、鮮やかで自然なカラー画像を表現します。
アイスクリームを手に持った女の子とダルメシアンのRGBカラー画像 アイスクリームを手に持った女の子とダルメシアンのRGBカラー画像 RGB画素
アイスクリームを手に持った女の子とダルメシアンのナチュラルカラー画像 アイスクリームを手に持った女の子とダルメシアンのナチュラルカラー画像 モザイク除去
ノイズ低減
暗い環境では、イメージセンサーは十分な光の情報を受け取ることができません。 そのため、ISO感度を上げたりシャッタースピードを下げる必要がありますが、この場合、過熱を起こしてノイズの多い画像になってしまいます。 エクシノスのISPには最先端のノイズリダクションアルゴリズムが内蔵されており、テクスチャやディテールを維持しながら色やパターンノイズを低減します。 特に、3Dノイズリダクション(3DNR)機能が映像のノイズを一段と低減してくれます。 映像ストリームの連続するフレームを分析して、有用なディテールとノイズを区別して除去します。
ベッドで本を読んでいる女の子のノイズの多い画像 ベッドで本を読んでいる女の子のノイズの多い画像 ノイズの多い画像
最先端のノイズ低減を採用した、タブレットを使用している女性の鮮やかな画像 最先端のノイズ低減を採用した、タブレットを使用している女性の鮮やかな画像 最先端のノイズ低減の採用
レンズおよびセンサーの補正
スマートフォンのカメラは小型部品を使用するため、ハンデがあります。 小型カメラのモジュールは不完全なため、色が不均一で焦点距離が固定されてしまい、レンズシェーディング(周辺減光)やビネット、色収差、レンズの歪みが生じる場合があります。 最先端の色および歪み補正アルゴリズムを採用したエクシノスプロセッサのISPは、誤った色と歪んだ形状情報を補正します。
屋根でお祝いする人々の歪んだ画像 屋根でお祝いする人々の歪んだ画像 歪んだ画像
最先端の色および歪み補正を採用した、屋根でお祝いする人々の補正後の画像 最先端の色および歪み補正を採用した、屋根でお祝いする人々の補正後の画像 最先端の色および
歪み補正
ガンマ補正
人間の目は暗い場所の変化に敏感で、明るい場所の変化には鈍感ですが、イメージセンサーは線形的に光の情報を受け取り、それを転送します。 モバイルデバイスのディスプレイも、明るさを非線形的に表現します。 ISPは、イメージセンサーで生成された光の情報をエンコードし、ディスプレイを見ている人の目に合わせて非線形的な情報にデコードします。
人々がビーチで花火をしている線形RAW画像 人々がビーチで花火をしている線形RAW画像 線形RAW画像
ガンマ補正を採用した、人々がビーチで花火をする線形RAW画像 ガンマ補正を採用した、人々がビーチで花火をする線形RAW画像 ガンマ補正
ダイナミックレンジ圧縮
ISPは、画像のダイナミックレンジを分析してデバイス内の明度を調整し、画像の暗領域と明領域のコントラストを十分に確保します。 DRCは、トーンマッピングカーブを動的に生成し、それを画像の各画素に適用することで、暗領域と明領域の明度を調整して、バランスの取れたダイナミックレンジを実現します。
暗いサントリーニ島の風景の画像 暗いサントリーニ島の風景の画像 RAW画像
ダイナミックレンジ圧縮技術を採用し、暗領域と明領域の完璧なコントラストを実現したサントリーニ島の風景の画像 ダイナミックレンジ圧縮技術を採用し、暗領域と明領域の完璧なコントラストを実現したサントリーニ島の風景の画像 ダイナミックレンジ圧縮
スマートHDR
ジグザグHDRパターンのサムスンイメージセンサーを採用したISPの場合、1回の撮影でHDR画像を作成することができます。 HDRパターンは、2つの画素で構成されています。 一つは長時間露光用で、もう一つは短時間露光用です。 ISPは、イメージセンサーが1回の撮影で2つの露光時間を利用して光を取り込むように管理します。 次に、光の情報と色の情報を1つの画像にまとめ、明領域と暗領域を鮮明に表現します。
山を登る人々の画像、長時間露光 山を登る人々の画像、長時間露光 長時間露光
山を登る人々の画像、短時間露光 山を登る人々の画像、短時間露光 短時間露光
山を登る人々の画像、スマートHDR 山を登る人々の画像、スマートHDR
スマートHDR画像を確認するには、左または右ドラッグ
スマートHDR
映像のデジタル画像の手ブレ補正
VDISは映像の安定性をコントロールし、手ブレや外部環境によるカメラ揺れの影響を低減します。 意図的なカメラの動きと不要な動きを区別し、フレームをワーピングして4つの軸を捉え補正します。
女性とペットの2分割画像、VDISの有効化および無効化 女性とペットの2分割画像、VDISの有効化および無効化 VDISの無効化 VDISの有効化
女性とペットの2分割画像、VDISの有効化および無効化 女性とペットの2分割画像、VDISの有効化および無効化 VDISの無効化 VDISの有効化
デュアルISP
最新のエクシノスプロセッサにはスマートフォン用のデュアルISPが搭載されており、デバイスの前面と背面でデュアルカメラ機能をサポートします。 前後のカメラからの光の情報を利用して、色調や色がより豊かに表現された写真を撮影することができます。 焦点距離の異なる2つのレンズを組み合わせれば、光学ズームも行えます。 また、サブカメラが奥行き情報を認識するため、撮影後に被写界深度でピントを合わせることができます。 デュアルISPは、パフォーマンスを向上させるだけでなく、電力効率を向上させるという利点もあります。 非対称デュアルISPは、低電力ISPコアと高性能コアで構成されています。 この2つのISPコアがそれぞれの機能を効率的に分担するため、電力使用量全体が低減します。
サムスンエクシノスの最先端ISP、デュアルISP、デュアルカメラ サムスンエクシノスの最先端ISP、デュアルISP、デュアルカメラ

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