华为p30光感器怎么调整 华为P30系列RYYB超感光传感器是啥

*本文来自花粉俱乐部论坛-官方产品维护@眸小汐曦

华为P30系列发布会上提到的全球首创RYYB超感光传感器到底是什么？为什么可以提升40%的进光量？

看过P30系列发布会，对P30系列有所了解的朋友应该都知道P30的超感光4000万徕卡三摄和P30 Pro的革命性超感光4000万徕卡四摄，这次的超感光传感器采用了全新的色彩滤镜阵列设计，以黄色像素替换三原色中的绿色像素，进光量增加40%，拥有令人惊叹的暗光表现力。

有人问：

传感器上的这三种颜色有何作用？工作原理是什么？

为什么要把绿色（G）换成黄色（Y）？换了以后，为何进光量会提升？

……

今天小汐给大家讲讲技术起源，好学的亲们快快过来看看吧~

1.Image Sensor上的颜色滤波器CFA

Image sensor若不加颜色滤波器，拍出来的照片就是黑白的，比如P9上的黑白sensor。

上图是最典型的RGB Color Filter Array（CFA），1976年由柯达的拜耳发明。下面灰色的色块就是一个个感光PD部分，光子在这里转换成电信号；上面R/G/B（红/绿/蓝）三种颜色的马赛克色块就是颜色滤波器，白光透过RGB颜色滤波器后，分别滤出红/绿/蓝光，在灰色PD部分被吸收。

RGB Bayer Pattern下，每一个Pixel上只采集一个颜色通道的信息，其他2种颜色信息是缺失的，通过插值算法，利用相邻其他颜色像素的信息，把其缺失的2个颜色信息猜测出来，这样，每一个像素都有了全部的颜色信息。

这个“去马赛克”的过程叫Demosaic，也是整个ISP通路中最重要的模块之一。简而言之，CFA和Demosaic，是彩色照片的物理和算法基础。

2.RGB Bayer的主流地位

从数码相机诞生起，RGB Bayer Pattern就一直是image sensor CFA的主流选择，过去三十多年间诞生过各种不同排布的CFA，比如CMY, RGBE, CYGM, CYGW, RGBW, Pseudo-random等等，始终未能撼动RGB Bayer Pattern的地位。RGGB在颜色还原，Demosaicing过程复杂度，与后端大部分的RGB存储格式的兼容性上，找到了很好的平衡点。

颜色还原的困难，这与人类的色弱现象有共通之处。正常人的三种颜色感知细胞（S, M, L）的峰值响应在420nm, 534nm, 564nm，色弱人群的M和L细胞光谱响应会更得靠近，重叠增加，导致颜色区分能力变弱，比如同一束光线，对正常人眼M/L通道的刺激值为100比70，对色弱人群的M/L通道刺激值比例变成了100/95，差异变小，颜色区分困难。有些色盲患者缺失了某一种细胞，三基色变成了二基色，能识别的颜色种类大大减小。Image sensor的RGB颜色体系近似对应人类眼球的S, M, L三通道体系。

好在数字图像处理可以解决这个问题。RYB（红黄蓝）与RGB体系在数学模型上无质的区别，只是数值上存在差异，RYYB Pattern可以通过与传统RGGB 3x3基本类似的线性矩阵，转换成RGB。因此，通过算法上的处理，RYB依旧能精确还原颜色。

3.RYB的优势

Y的光谱响应更宽，覆盖更多光谱，能捕获更多的光子，进光量可以提升30%-40%左右，在暗光场景中对Luminance信噪比提升显著，夜拍效果更胜一筹。

为了更好体现超感光传感器的性能优势，华为采用了神经网络Demosaic算法（CNN-DM）和全新的色彩和亮度算法管理模块，并整合进Kirin ISP Pipeline图像处理的通路当中。在这其中，DM模块在CNN-DM模型网络经过大量的数据训练后，进一步提升日常的拍照细节和夜景下的颜色；同时，CNN算法在单独的NPU上运行加速，有效提升了神经网络算法的运行性能。

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