News Samsung ISOCELL HM3: 108-Megapixel-Sensor mit besserem Autofokus und 12 Bit

[nlr]

Im Galaxy S21 Ultra verbaut Samsung einen neuen Kamerasensor mit 108 Megapixeln. Den ISOCELL HM3 bietet Samsung aber nicht nur der eigenen Smartphone-Sparte, sondern auch anderen Herstellern an. Der Sensor bietet einen neuen Autofokus, der 50 Prozent genauer arbeiten soll. Bei HDR soll die Ausgabe in 12 Bit erfolgen.

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[bensen]

In meinen Augen macht's mehr Sinn wie Sony die Sache angeht. Die nutzen auch bei ihrem großen Sensor IMX698 nur 48MP mit Binning auf 12MP.
Die 48MP sind noch groß genug um auch nutzbar zu sein. Noch höhere Auflösungen können die kleinen Linsen eh nicht abbilden.

Aber gute Bilder macht der Sensor auch, wenn die Software stimmt. Weiterentwicklung ist immer gut.

 

[pmkrefeld]

@bensen
Dann eben 3x3 Binning, da kommt man auch auf ~12MP

 

[bensen]

@pmkrefeld
Hast du meinen Post gelesen?
Es geht um die nutzen von mehr MP, wenn man ihn eben ohne Binning betreibt. Mehr als 12 können schon ein besseres Bild machen. Nur ist das Fenster bei dem 108 MP Sensor erheblich kleiner. Man hat mehr Nachteile als Vorteile.

 

[Qarrr³]

Nur ist das Fenster bei dem 108 MP Sensor erheblich kleiner. Man hat mehr Nachteile als Vorteile.

Da die ja von der Rückseite belichtet werden, spielt es für das auftreffende Licht keine Rolle. Hat mal jemand getestet, welche Auflösung da bei Sonnenschein wirklich ankommt und ob die höher ist im Vergleich zu den 48 MP?

 

[Vindoriel]

Warum wird mal wieder die Größe verschwiegen?
Stimmt, mit 1/2,5" kann man nicht werben...

 

[S.Kara]

Bei diesem Prozess wird den einzelnen Pixeln [...] über einen Algorithmus ein Farbwert zugewiesen, indem jeder Pixel mit seinen zwei Nachbarn verglichen und die zwei fehlenden Farben ermittelt werden.

Wenn die Häfte der Pixel erraten werden macht das eher 54 MP statt 108?

Unter schlechten Lichtbedingungen [...] mit nur noch 12 Megapixeln

Macht das dann effektiv 6 MP?

Die Frage bleibt was gute und was schlechte Lichtbedingungen sind.

Interessant fände ich auch wie Samsung aus 2 x 10 Bit = 12 Bit macht. Denn bei mir sind 2 x 1 Mrd Farben = 2 Mrd Farben, während 12 Bit 68 Mrd Farben entspräche. Warum sagen die nicht gleich 20 Bit?

Mag sein dass ich mich irre, aber wenn nicht ist das alles schon ziemlich dreißte Verarsche.

 

[modena.ch]

Wenn du gleichzeitig zwei Bilder mit verschiedenen Helligkeiten aufnimmst, kannst die Dynamik erweitern wenn es verrechnest und natürlich hat derselbe Pixel bei beiden Aufnahmen auch einen leicht anderen Farbwert.
Aber wie sies verrechnen musst mich nicht fragen.

 

[david.sp]

Interessant fände ich auch wie Samsung aus 2 x 10 Bit = 12 Bit macht. Denn bei mir sind 2 x 1 Mrd Farben = 2 Mrd Farben, während 12 Bit 68 Mrd Farben entspräche. Warum sagen die nicht gleich 20 Bit?

Mag sein dass ich mich irre, aber wenn nicht ist das alles schon ziemlich dreißte Verarsche.

Äh was meinst du? Im Bild ist es ja schön verständlich hingeschrieben. 2^12=4096 und das mal drei Farben. 2^10 ist nicht die Hälfte davon.

 

[SaschaHa]

@S.Kara
Du solltest dir den Artikel vielleicht noch ein paar mal durchlesen. Technisch scheinst du da so ziemlich alles missverstanden zu haben (nichts für ungut).

Die Bit-Zahl gibt den Exponenten an, hier zur Basis Zwei. Jede Erhöhung um 1 verdoppelt folglich die Anzahl der möglichen Farben pro Subpixel, was bei 3 Subpixeln eine Verachtfachung (2*2*2=8) bedeutet. Der Sprung von 10 auf 12 Bit ermöglicht folglich 64 (8*8) mal so viele Farben. Die Grafik hat das eigentlich ziemlich gut und verständlich verdeutlicht.

 

[S.Kara]

@david.sp @SaschaHa
Das mit 2^12^3 habe ich schon verstanden, nur ergibt das keinen Sinn.
Pro Pixel und Farbe liegen bei 10 Bit 1024 Farben vor. Selbst wenn man zwei Bilder kombiniert fehlen trotzdem die anderen Farben, die ergänzen sich nicht einfach. Selbst wenn würde man mit zwei Bildern eher auf 2048^3 sprich 8 Mrd. Farben kommen, aber nicht auf 68 Mrd.

 

[bensen]

Da die ja von der Rückseite belichtet werden, spielt es für das auftreffende Licht keine Rolle.

Was ist das denn für eine Logik? Die Pixelgröße spielt immer eine Rolle wenn es darum geht mehr Licht einzufangen. Mal davon sind mittlerweile alle BSI. Das ist doch kein Alleinstellungsmerkmal dieses Sensors.

 

[SaschaHa]

Das mit 2^12^3 habe ich schon verstanden, nur ergibt das keinen Sinn.

Dann hast du es offensichtlich nicht verstanden.

Pro Pixel und Farbe liegen bei 10 Bit 1024 Farben vor.

Nein, nicht pro Pixel, sondern pro Subpixel. Und ein Pixel setzt sich aus 3 Subpixeln zusammen, die alle drei unterschiedliche Farben haben (RGB, also rot, grün und blau). Alle Farben setzen sich schließlich aus einer Kombination dieser drei Farben mit ihren jeweils 2^10 bzw. 2^12 Werten zusammen.
Du hast also jeweils 4096 Abstufungen für rot, grün und blau, also 4096^3 verschiedene Farben, wenn du diese kombinierst. Und das ergibt die besagten Zahlen.

Selbst wenn würde man mit zwei Bildern eher auf 2048^3 sprich 8 Mrd. Farben kommen, aber nicht auf 68 Mrd.

Wie kommst du auf zwei Bilder (kombinieren)? Das ist doch etwas vollkommen anderes und hat nichts hiermit zu tun.

 

[Henry91]

Das mit 2^12^3 habe ich schon verstanden, nur ergibt das keinen Sinn.
Pro Pixel und Farbe liegen bei 10 Bit 1024 Farben vor. Selbst wenn man zwei Bilder kombiniert fehlen trotzdem die anderen Farben, die ergänzen sich nicht einfach. Selbst wenn würde man mit zwei Bildern eher auf 2048^3 sprich 8 Mrd. Farben kommen, aber nicht auf 68 Mrd.

Als Beispiel, wenn nur 10 unterschiedliche Helligkeitswerte zur Vereinfachung aufgenommen (bzw unterschieden) werden könnten:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 ist maximal dunkel, 10 ist maximal hell .

Jetzt nimmt der sensor einmal ein 'dunkles Bild' im Bereich von 0 bis 5 mit den 10 Unterscheidungen auf:
0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0

Und einmal ein 'helles' von 5 bis 10:
5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0

Zusammengesetzt erhält man dadurch jetzt insgesamt 20 Unterscheidungen ;-)

 

[Qarrr³]

Was ist das denn für eine Logik? Die Pixelgröße spielt immer eine Rolle wenn es darum geht mehr Licht einzufangen.

Bei gleicher Sensorgröße und rückseitiger Belichtung wird aber unabhängig von der Auflösung die gleiche Lichtmenge eingefangen. Bei schlechtem Licht ist eine höhere Auflösung also nicht schlechter, wenn Pixel zusammengefasst werden können.

 

[S.Kara]

Du hast also jeweils 4096 Abstufungen für rot, grün und blau, also 4096^3 verschiedene Farben, wenn du diese kombinierst. Und das ergibt die besagten Zahlen.

Wie kommst du auf zwei Bilder (kombinieren)? Das ist doch etwas vollkommen anderes und hat nichts hiermit zu tun.

Es werden zwei Bilder in 10 Bit aufgenommen, diese haben 1024 Abstufungen pro Farbwert.

Während des Unpacked-Streams sprach Samsung von zwei simultanen 10-Bit-Frames, die zu einer 12-Bit-Aufnahme zusammengefügt werden

Samsung nimmt also zwei 10 Bit Bilder und erstellt daraus ein Bild mit 12 Bit. Genau das ist mein Punkt, das ist nicht möglich.

@Henry91
Ja genau, du hast zwei mal 10 Werte und kommst damit auf 20. Samsung nimmt aber zwei mal 1 Mrd und kommt dann auf 68 Mrd.

 

[Luthredon]

Bei gleicher Sensorgröße und rückseitiger Belichtung wird aber unabhängig von der Auflösung die gleiche Lichtmenge eingefangen.

Ist das so? Schon klar, dass bei rückseitiger Belichtung keine 'Verdrahtungsstrukturen' stören, aber eine Trennstelle gibt es zwischen den einzelnen Pixeln schon, die kein Licht einfängt, oder? Anders: haben 9 'gebinnte' Kleinpixel exakt soviel lichtempfindliche Fläche wie ein 9-fach so großer Einzelpixel hätte? Ich glaubs nicht, weiß es aber nicht genau. Falls nicht, wäre interessant, wieviel verloren geht.

Aber etwas ganz anderes: wie groß ist der Sensor denn, ich meine in mm und so. Keine Angabe? Mit 2,4um Kantenlänge bei 12MP wäre er nämlich vergleichsweise riesig! Also das iPhone 12 Pro Max hat 1,7um Pixel und der 12MP-Sensor gilt als groß. Immerhin ist er fast 50% größer als alle anderen iPhones und ich glaube auch größer, als bei den bisherigen Androiden. Der Samsung Sensor wäre aber schlagartig doppelt so groß wie der des 12 Pro Max. Welches Objektiv ermöglicht das, bei der flachen Bauweise? Das wäre ziemlich spektakulär.

 

[KarlHeinz99]

@pmkrefeld
Hast du meinen Post gelesen?
Es geht um die nutzen von mehr MP, wenn man ihn eben ohne Binning betreibt. Mehr als 12 können schon ein besseres Bild machen. Nur ist das Fenster bei dem 108 MP Sensor erheblich kleiner. Man hat mehr Nachteile als Vorteile.

also ich bin mir ziemlich sicher dass eine dslr mit 24mp ein deutlich besseres bild als ein handy mit 108mp liefert.

 

[SaschaHa]

Es werden zwei Bilder in 10 Bit aufgenommen, diese haben 1024 Abstufungen pro Farbwert.

Dann haben wir aneinander vorbeigeredet, denn ich dachte, du meinst 12 bit per se. Ich nehme an, du beziehst dich auf folgende Passage:

Smart ISO Pro erstellt simultan statt hintereinander zwei Aufnahmen mit unterschiedlicher Empfindlichkeit (ISO) und fügt diese zu einer 12-Bit-HDR-Aufnahme zusammen. Während des Unpacked-Streams sprach Samsung von zwei simultanen 10-Bit-Frames, die zu einer 12-Bit-Aufnahme zusammengefügt werden, ohne jedoch Details zu nennen.

Das ist ohne Weiteres tatsächlich erstmal sehr unverständlich, aber so ähnlich wie von @Henry91 oben beschrieben möglich (ich hätte da allerdings einen anderen Ansatz).

Wie im Text steht, werden beide Bilder mit unterschiedlichen ISO-Werten aufgenommen, womit sie auch einen unterschiedlichen "Dynamikumfang" (oder was auch immer) haben.

So ähnlich wie beim Dezimalsystem, bei dem beispielsweise 325 nichts anderes ist als 300+20+5 (oder genauer: 3*10^2+2*10^1+5*10^0), könnte man hier ähnlich vorgehen, indem man die Dynamik des einen Bildes so wählt, dass sie das volle Spektrum (100%) abbildet, um letztendlich erstmal das Bild an sich zu erfassen, und das andere nur eine Teilmenge (25%) davon, um die Werte dazwischen 4 mal so präzise zu ermitteln. Verrechnet man diese Werte miteinander, ergibt sich die 4-fache Genauigkeit, die wir hier ja brauchen.

 

[Qarrr³]

Aber etwas ganz anderes: wie groß ist der Sensor denn, ich meine in mm und so. Keine Angabe? Mit 2,4um Kantenlänge bei 12MP wäre er nämlich vergleichsweise riesig! Also das iPhone 12 Pro Max hat 1,7um Pixel und der 12MP-Sensor gilt als groß. Immerhin ist er fast 50% größer als alle anderen iPhones

Letzte Generation war Samsungs Sensor bei den Handys der größte. Da es eine Weiterentwicklung ist, würde ich Mal tippen, dass es wieder ein 1/1,3" ist.