Der Isocell-Bildsensor von Samsung ermöglicht schnelle Bewegungsaufnahmen: Der Vogel, der schnell wieder weg fliegt, kann also noch fotografiert werden.

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Isocell-Bildsensor von Samsung Sensor ermöglicht Zeitlupenfunktion in Mobilgeräten

06.03.2018

„Still halten und Cheese!“ Dieser Satz gehört endgültig der Vergangenheit an. Ein Bildsensor von Samsung soll Superzeitlupen-Aufnahmen schneller Bewegungen und schärfere Standbilder mit weniger Rauschen und Verzerrungen schaffen.

Samsung Electronics stellte den jüngsten Neuzugang seiner Bildsensor-Familie Isocell vor: 3-Stack ISOCELL Fast 2L3. Der 12-Megapixel-Bildsensor mit einer Größe von 1,4 µm besitzt einen integrierten DRAM-Speicher (Dynamic Random Access Memory) mit hoher Datenauslesegeschwindigkeit, was sowohl Superzeitlupen-Aufnahmen schneller Bewegungen als auch schärfere Standbilder mit weniger Rauschen und Verzerrungen ermöglicht.

Keine Auslöseverzögerung mehr

Konventionelle Bildsensoren bestehen aus zwei Halbleiter-Ebenen: einer Pixelarray-Ebene zur Umwandlung der Lichtinformationen in elektrische Signale und einer analogen Logikebene, die die elektrischen Signale in digitale Codes umwandelt. Dieser digitale Code wird dann über die MIPI-Schnittstelle an den Mobil-Prozessor des Geräts übertragen, der die weitere Bildaufbereitung übernimmt, bevor die Speicherung im DRAM des Geräts erfolgt. Alle diese Schritte erfolgen augenblicklich, um Funktionen mit Null-Auslöseverzögerung bereitzustellen. Videoaufnahmen in Superzeitlupe verlangen aber nach einer deutlich höheren Bildauslesegeschwindigkeit.

Die fortschrittlichere Lösung ist der Samsung Isocell Fast 2L3, der ein schnellen 3-Stack-CMOS-Bildsensor, der unterhalb der analogen Logikebene mit dem 2-Gigabit LPDDR4-DRAM des Unternehmens ausgestattet ist. Durch diese Integration kann der Bildsensor zeitweilig eine große Zahl von Frames zwischenspeichern, die mit hoher Geschwindigkeit in die DRAM-Ebene des Sensors geladen werden, bevor die Frames zunächst an den Mobilprozessor und anschließend an das DRAM des jeweiligen Geräts übertragen werden. Der Sensor kann damit nicht nur in 1/120 Sekunden ein komplettes Frame aufnehmen, sondern auch Superzeitlupen-Aufnahme mit bis zu 960 Frames pro Sekunde (fps) bereitstellen. 960 fps entsprechen dem 32-fachen der üblichen Filmaufnahmegeschwindigkeit von 32 fps. Ultraschnelle Bilder während der Bewegung, beispielsweise ein Torschuss sind möglich.

Kein Jello-Effekt mehr

Abgesehen von Videos in Superzeitlupe kann die hohe Auslesegeschwindigkeit auch das Fotografieren entscheidend bereichern. Da der Sensor ein Bild mit sehr hoher Geschwindigkeit aufnimmt, verringert sich ganz erheblich der so genannte Jello-Effekt, eine Bildverzerrung, die bei Aufnahmen sich schnell bewegender Objekte (z. B. von Rotorblättern eines Hubschraubers) entstehen. Durch das Abspeichern mehrerer Frames im Bruchteil einer Sekunde kann der Sensor eine dreidimensionale Rauschreduzierung (3DNR) unterstützen, um bei schlechten Lichtverhältnissen deutlichere Bilder zu liefern. Auch HDR-Aufnahmen (High Dynamic Range) in Echtzeit sind möglich und durch die Erkennung kleinster Bewegungen lassen sich automatisch Instant-Slow-Motion-Aufnahmen erstellen.

Der Bildsensor ist darüber hinaus mit der Dual-Pixel-Technologie ausgestattet. Jedes einzelne der insgesamt 12 Millionen Pixel des Bildsensors kann dadurch auf zwei Photodioden zurückgreifen, die jeweils als PDAF-Agent (Phase Detection Auto Focus) fungieren.

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