SONY STARVIS – новая высокочувствительная CMOS матрица. Обзор модуля камеры для смартфонов SONY IMX386 Примеры фото с камеры на базе Sony IMX386

Известная японская компания Sony запустила в производство новый сенсор изображения (проще говоря, светочувствительную матрицу для видеокамер) под именем STARVIS. Он обладает уникальными способностями в области фиксации изображений в условиях экстремально низкой освещенности.

Новая матрица выполнена по технологии CMOS с обратной засветкой и разработана в первую очередь для промышленного применения и систем безопасности - например, в камерах видеонаблюдения.

Одна из первых, появившихся на российском рынке 2МП IP камера с матрицей "Старвис" является модель от компании KENO.

Камера выполнена во всепогодном исполнении, имеет вариофокальный объектив с фокусным расстоянием 2,8 - 12 мм (есть также модель с объективом 6-22мм ), грозозащиту и может питаться по PoE. Чувствительность этой камеры заявлена 0.002 люкс в цвете и 0.0002 лк в черно-белом режиме, на сегодняшний день это рекорд для 2МП камер видеонаблюдения!

Повышенные возможности по части ночного видения объясняются тем фактом, что разработчики Sony расширили диапазон чувствительности матрицы за пределы видимого спектра - в сторону ближнего инфракрасного диапазона. «Чувствительность достигает 2000 мВ на один квадратный микрометр, качество изображения высокое в области видимого спектра и ближнего инфракрасного диапазона», заявляет компания Sony.

Сравните как снимает в темноте iPhone 5s и видеокамера с матрицей STARVIS:

Данное видео конечно впечатляет. Камера может "видеть" практически в полной темноте. Мы решили убедиться в этом сами и сравнить как будут показывать 2 FULL HD IP камеры на самых чувствительных матрицах на сегодняшний день (февраль 2017 года.).

Для сравнения мы взяли камеру с матрицей 1/1.8 SONY IMX 185, модель камеры . В качестве экземпляра с матрицей SONY STARVIS выступала вышеупомянутая камера . Что бы в полной мере оценить чувствительность матриц, мы отключили у камер ИК подсветку. Скриншоты с обеих камер мы делали одновременно. Итак первые кадры мы сделали в сумерках:

Как видим с начинающимися сумерками камеры справляются на отлично. Обе показывают четко и в цвете.

Следующие скриншоты мы сделали уже после заката солнца:

На этот раз камера с матрицей SONY STARVIS уже перешла в черно-белый режим, а камера IPEYE с матрицей 1/1.8 еще показывает в цвете. Но при этом ее кадр несколько светлее.

И последние кадры мы сделали уже почти в полной темноте, стоянку освещал только искусственный свет из окон:

Обе камеры уже перешли в ночной ч/б режим. Тут мы видим очевидное преимущество матрицы SONY IMX 185. Кадр с этой видеокамеры получился значительно светлее. Что ж, чуда опять не случилось. Физический размер матрицы все еще играет гораздо более важную роль, нежели какие либо инновационные технологии.

Компания Sony официально представила новый датчик Sony IMX318 для мобильных устройств высокого класса, который получил ряд улучшений и доработок в сравнении с той же , которая используется в смартфонах серии Xperia Z5. Последние финансовые отчеты корпорации показали некоторый спад и потери в бизнесе производства сенсоров для камер, что обосновывается общим спадом рынка мобильных устройств и затратами на исследования. Но японцы не собираются уступать место мирового лидера по производству матриц и представляют свою новинку в это не лёгкое время.

И здесь действительно есть чем гордиться. Новая матрица Sony IMX318 Exmor RS на момент релиза является первым в отрасли датчиком, который оснащён трёх осевой технологией электронной стабилизации изображения (3-Axis Electronic Image Stabilization) и встроенным супербыстрым гибридным автофокусом (HybridAF), способным сфокусироваться на объекте за 0,03 секунды при должных условиях. Sony IMX318 имеет 1/2.6-дюймовую CMOS-матрицу разрешением 22,5 Мегапикселей, поддерживает запись видео в 4K, формат RAW, HDR. Сухие цифры показываю огромный потенциал датчика.

Матрица очень компактная и её можно использовать в тонких флагманах, без ущерба для качества снимаемого материала, наоборот – в разы повысив его. Размер пикселя 1/2.6-дюймовой матрицы составляет 1.0μm и показывает высокое качество в сравнении IMX230 (1/2.3″ и 1.12μm) особенно в условиях с недостаточным освещением (уменьшение шумов и повышение качества фото и видео). Достигнуть этого позволили новые технологии производства. И это самый маленький размер единичного пикселя в отрасли (1 микрометр) при достижении компактного размера (1/2.3″) и реализации 22,5 миллионов активных пикселей.

Также в своём новом датчике компания Sony использует уже знакомый нам гибридный автоматический фокус HybridAF, который успешно дебютировал во флагманах Xperia Z5 и Xperia M5. Теперь будучи в основе самого датчика технология гибридного автофокуса начнёт распространяться на мобильном рынке. В режиме фото время фокусировки занимает всего 0,03 секунды и 0,017 при съёмке видео в 60fps (время для приведения объекта в фокус, когда расстояние от датчика до объекта сокращается с 2 метров до 2 сантиметров при высокой степени освещения). Пример его работы вы можете посмотреть на видео ниже:

Трёх осевая технология электронной стабилизации изображения (3-Axis Electronic Image Stabilization) является результатом долгой работы инженеров компании по улучшению цифровой стабилизации. Трёхосная стабилизация работает и в режиме записи 4K видео, помогает ей в этом и встроенный гироскоп. Эта новая технология корректирует не только дрожание камеры, но и искажение объектива. Большим плюсом и стало то, что она интегрирована в аппаратную часть самого датчика, а не обрабатывается программно отдельным процессором. Вот как это выглядит в действии:

Также IMX318 более энергоэффективен и имеет более высокую скорость передачи данных между датчиком и процессором. Начало поставок нового датчика запланировано уже на май 2016 года. Интересно, дебютирует ли он в будущих весенних флагманах компании или мы увидим его только осенью?

Компания Sony представила в Японии сенсор для камер телефонов нового поколения, получивший индекс Exmor RS. Он отличается поддержкой HDR при съемке видео и наличием (как в дисплеях некоторых новых смартфонов Sony) наличием белого субпикселя (схема WRGB), обеспечивающего повышенную яркость изображения при съемке в условиях слабой освещенности.

Компания Sony представила в Японии сенсор для камер телефонов нового поколения, получивший индекс Exmor RS. Он отличается поддержкой HDR при съемке видео и наличием (как в дисплеях некоторых новых смартфонов Sony) наличием белого субпикселя (схема WRGB), обеспечивающего повышенную яркость изображения при съемке в условиях слабой освещенности. Собственно, индекс Exmor RS получили три модуля - ISX014, IMX134 и IMX135. Первые два имеют 8-мегапиксельную матрицу с диагональю 4.6 миллиметра. При этом младший модуль ISX014 не имеет поддержки HDR и схемы RGBW. Третий модуль IMX135 получил 13-мегапиксельную матрицу и диагональ 5.9 миллиметра. Сенсор ISX014 будет доступен для закупки производителями в октябре этого года, а соответствующий ему модуль камеры IUS014F-Z в ноябре. Аналогично IMX135/IU135F3-Z появятся в январе/марте 2013 года, а MX134/IU134F9-Z в марте/мае.

В этом обзоре мы рассмотрим новейшую линейку модулей для IP камер от компании Hangzhou Xiongmai Technology Co.,Ltd. на основе процессоров Hi3516Cv300. Это современные модули, поддерживающие протоколы H.264, H.264+, H.265 и H.265+, интеллектуальные функции "пересечение линии", "оставление/пропажу предмета" и прочие. Кроме того, процессоры Hi3516Cv300 являются очень экономичными, потребляют мало мощности и слабо греются, что ведет к длительной и стабильной работе. Данные модули выпущены в продажу компанией Xiongmai в конце декабря и мы первые в России предлагаем IP камеры на базе этих решений.
Но в этой статье мы коснемся не самого функционала камер, а прежде всего качества изображения, выдаваемого камерами в различных условиях. Камеры на матрицах SOI F22 мы выпускаем уже давно и взяли их для сравнения. Матрицы Sony IMX291 STARVIS выпускаются уже больше двух лет, но ранее модули были на платформе с устаревшим процессором Hi3516C, который сильно грелся и нестабильно работал. Мы изначально отказались от включения в свою линейку устаревших модулей и ожидали выхода именно этих новинок, на которые будем ориентироваться в развитии своего оборудования. Матрицы SmartSens SC2235 это тоже новинка конца 2017 года, на момент написания этой статьи на ютьюбе еще нет тестовых видео на этой матрицы, так что, можно сказать, мы так же пионеры в продвижении новинок на рынок видеонаблюдения. Не стоит путать матрицу SC2235 со старыми матрицами SC2035 и SC2135, они были неудачными и мы не включали их в свою линейку оборудования.
Прежде всего хочу отметить, почему мы выбрали именно это место для тестирования наших камер. Известно, что при хорошей освещенности все современные камеры работают примерно одинаково, разница появляется при плохом освещении, чувствительные в темноте камеры стоят дороже. Многие продавцы часто вводят в заблуждение своих покупателей и для демонстрации ночной работы камеры делают демо съемку в момент переключения камеры в черно-белый режим, некоторые совсем недобросовестные продавцы еще и подкручивают время, как будто бы глубокая ночь, хотя по трафику очевидно, что это ранний вечер. Мы же смоделировали стандартную ситуацию, в которой присутствует все три основных режима работы день, ночь с искусственным освещением и ночь без освещения.
Все камеры настроены в стандартный (по умолчанию) режим работы. В настройках камер параметры AGC (автоматическая регулировка усиления АРУ), период срабатывания затвора, WDR, антитуман и т.д., которые могут улучшить статическую картинку, но за счет различных математических алгоритмов и увеличения периода накопления фотонов на матрице, что ведет к размазыванию движущихся объектов, лишая смысл в видеонаблюдении, поскольку охранное наблюдение предназначено для того, чтобы следить за событиями, а не за статичной картинкой.
Все кадры кликабельны, Вы можете открыть их в новом окне для детального сравнения оригиналов.

День.

Мы видим практически одинаковую картинку у F22 и SC2235 с высокой четкостью, F22 смотрится немного по светлее. IMX291 имеет более глубокую цветовую гамму, но отсутствует контрастность в отличие от двух предыдущих матриц.

Вечер цветной режим.

При таком фонарном освещении, а это фактически ночь, все камеры переключаются в ночной черно-белый режим работы, мы принудительно включили цветной режим, чтобы показать практически отсутствие шумов при слабом освещении в цвете. У F22 картинка светлая, но цвета становятся блеклыми. SC2235 цвета более выразительны, но картинка более темная, в IMX291 и цвета различимы и освещенность на уровне, но как всегда отсутствует контрастность.

Вечер.

У F22 более светлая картинка, F22 и SC2235 более контрастное изображение.

Ночь.

А вот в этом режима по совокупным факторам информативности изображения IMX291 выигрывает коллег, сказывается большая чувствительность матрицы и не смотря на меньшую контрастность мы видим больше объектов.

Ночь цветной режим.

Этот режим мы выбрали, чтобы показать преимущества STARVIS технологии от Sony IMX291 - возможность видеть цветное изображение при минимальном искусственном освещении. Цветное изображение более информативно, по нему можно определить цвет автомобиля и одежды, черты лица, оттенки кожи человека, все это важные факторы, которые надо учитывать в построении системы видеонаблюдения.

Выводы.

Современные матрицы F22 и SC2235 показали хорошие результаты по четкости изображения и высокой чувствительности в темное время суток в черно-белом режиме, но если Вам важна ночная съемка в цветном режиме при наличии искусственного освещения или необходимо просматривать большую площадь вообще без освещения в черно-белом режиме, то пока Sony IMX291 не заменим, несмотря на устаревшие технологии, низкую контрастность и более высокую цену.

Модель сенсора IMX322 появилась на рынке еще в 2013 году, и является популярной по сей день, поскольку она обеспечивает высококлассную видеосъемку. Стоит отметить, что когда-то компания SONY шагнула далеко вперед вместе с CMOS-сенсорами, им дали название EXMOR.

Чем же отличился матрицы для видеонаблюдения Sony Exmor?

Все проще простого. Специалисты из Японии смогли исправить главный минус сенсоров. Они сделали отличное шумоподавление, в особенности, когда камера снимала фактически в полнейшей темноте.

Прошло много лет, производители техники из Кореи и Британии, пытающиеся конкурировать с SONY, представляли обществу новые модели камер, но это не принесло должного успеха. Линейка EXMOR осталась на высоте. Конкуренты имели возможность выиграть только в силу более демократичной стоимости.

Разумеется, матрица EXMOR была более дорогостоящей, нежели подобные аналоги. Но если человек нуждался в высококлассном качестве картинки, то выбирал именно эти сенсоры.

К концу 2015 года компания SONY сообщила о выпуске инновационной модели сенсора IMX323. Он должен был стать достойной заменой своего предшественника IMX322.

В 2016 году камеры с этими обновленными сенсорами появились уже и в Украине. Представлены двумя моделями и

Что же мы получили, как пользователи в результате перехода на IMX323?

Ответ следующий: нам предоставили то же устройство, с такими же параметрами и особенностями, как и у предыдущего сенсора, но! Он уже стоил на порядок дешевле. Всего на 15% дороже китайских собратьем с того же алиэкспресс на очень шумных сенсорах H82. Но качество imx323 осталоль очень высоким c детализированной и малошумящий картинкой ночью.

Разработать такой сенсор удалось при помощи использования инновационной технологии CSP (Chip Scale Package). В итоге цена на видеокамеру с IMX323 снизилась в три раза, по сравнению с IMX322, а качество картинки при этом осталось прежним.

Пример ночной съемки с помощью камеры Exmor imx370