Как с помощью Samsung Smart-ISO Pro удаётся получить реалистичные HDR изображения

Запечатлеть с помощью смартфонов потрясающие виды и пейзажи, с которыми мы каждый день сталкиваемся, порой не так просто. Изображения могут отличаться от того, что мы видим собственными глазами: затенённые участки получаются слишком тёмными, небо становится слишком ярким, или наоборот, тусклым, а мелкие детали могут становиться нечёткими и теряться на фоне общей картины.

Динамический диапазон, который определяет самые яркие и тёмные части кадра, является ключом к созданию красочных изображений на вашем смартфоне. Однако даже самые лучшие доступные сегодня цифровые камеры не могут соответствовать динамическому диапазону человеческого глаза.

Чтобы максимально увеличить этот параметр в камерах смартфонов, инженеры Samsung разработали инновационное решение с расширенным динамическим диапазоном (HDR) для мобильных датчиков изображения – Smart-ISO Pro.

Как датчики изображения улавливают свет

Чтобы понять, как Smart-ISO Pro создаёт яркие динамические изображения, важно разобраться, каким образом датчики изображения улавливают свет и как это работает на практике.

В цифровой фотографии коэффициент преобразования определяет светочувствительность датчика изображения и используется для преобразования света в напряжение. При съёмке в условиях низкой освещённости детали в тёмных областях могут быть потеряны, если коэффициент преобразования слишком низкий. Напротив, датчик изображения может быть не в состоянии сохранить достаточную информацию о цвете, если коэффициент преобразования в более яркой среде слишком высок.

Большинство мобильных датчиков изображения имеют фиксированный коэффициент преобразования. Это усложняет смартфонам съёмку высококачественных фотографий в различных условиях освещения. В этом случае проблема может стать ещё более заметной в условиях смешанного освещения с экстремальными расхождениями, – например, портреты с задней подсветкой.

Профессиональная фотография стала ближе

Чтобы камеры смартфонов могли передавать чёткие изображения даже в различных условиях освещения, Samsung разработал технологию Smart-ISO для своих датчиков изображения. Фотосенсоры в этом случае получают два уровня усиления преобразования и режимы высокого и низкого ISO, что позволяет камере выбирать оптимальные настройки в зависимости от интенсивности освещения.

Если оно недостаточно, режим высокого ISO преобразует свет в напряжение с более высоким коэффициентом, чтобы наиболее полно передать детализацию в тени при одновременном снижении шума. Режим низкого ISO также максимизирует ёмкость каждого отдельного пикселя, чтобы предотвратить перенасыщение и улучшить цветопередачу в более ярких частях кадра.

После разработки Smart-ISO инженеры Samsung начали изучать способы объединения двух уровней усиления преобразования в одном датчике изображения для улучшения динамического диапазона. Результатом стал Smart-ISO Pro, позволяющий датчику изображения делать одно HDR-фото с преимуществами режимов высокого и низкого ISO.

Когда камера смартфона делает снимок, Smart-ISO Pro сначала преобразует информацию об освещении сцены в сигнал напряжения в режимах высокого и низкого ISO соответственно. Затем искусственный интеллект объединяет результаты работы двух режимов вместе, чтобы создать изображение с высоким динамическим диапазоном. Это позволяет фотосенсору выявлять детализацию более тёмных областей, сохранять естественный цвет светлых областей и, в конечном итоге, создавать реалистичные изображения.

Буйство красок

Сила технологии Smart-ISO Pro выходит за рамки её способности точно захватывать контрастные светлые и затемнённые области. Благодаря поддержке 12-битной глубины цвета технология также обеспечивает беспрецедентную точность цветопередачи. Пиксели в датчиках изображения записывают информацию о цвете в виде двоичного цифрового кода (битов). Чем больше бит на пиксель, тем больше цветов может зафиксировать датчик.

Объединив информацию из двух 10-битных изображений вместе, Smart-ISO Pro может передать более 687 миллиардов цветов, что в 10 раз больше, чем одно 10-битное изображение. При съёмке в профессиональном режиме 12-битные HDR-изображения могут быть сохранены в формате RAW, что даёт пользователям больше возможностей при настройке экспозиции, баланса белого, цвета и других параметров в профессиональных фоторедакторах.

Интеграция Smart-ISO Pro в датчики изображения ISOCELL от Samsung – это ещё один способ предоставить пользователям профессиональные решения для мобильной фотографии.

Painting With Light: How Smart-ISO Pro Captures Lifelike HDR Images

Taking a picture of the stunning landscapes and vistas we encounter in daily life using our smartphones can bring about challenges. Sometimes, the images can differ from what we see with our own eyes: shadowed areas come out too dark, the sky becomes overexposed, and subtle details essential to the view can become obscured.

Dynamic range, which refers to the brightest and darkest parts of a scene, is key to creating vibrant images with your smartphone. However, even the best digital cameras available today are unable to match the dynamic range of the human eye.

To maximize the dynamic range on smartphone cameras, Samsung engineers developed an innovative High Dynamic Range (HDR) solution for mobile image sensors – the Smart-ISO Pro.

How Image Sensors Capture Light

To understand how Smart-ISO Pro creates dynamic and vivid images, it is key to first understand how image sensors capture light and how sensor’s light sensitivity works.

In digital photography, the conversion gain determines the light sensitivity of the image sensor and is utilized to convert light into voltage. When shooting in low-light environments, details in dark areas can be lost if the conversion gain is too low. By contrast, the image sensor may not be able to retain sufficient color information if the conversion gain is too high in brighter environments.

Most mobile image sensors have a fixed conversion gain. This makes it challenging for smartphones to consistently capture high-quality photos across different lighting environments. The problem can then become even more pronounced in mixed lighting environments with extreme lighting discrepancies, such as backlit portraits.

Pro-Grade Photography, Made Simple

To ensure smartphone cameras can deliver clear images even in diverse lighting situations, Samsung developed Smart-ISO technology for its image sensors. This solution equips image sensors with two levels of conversion gain, high and low ISO mode, allowing the camera to select the optimal settings depending on the environment.

When the lighting is low, high ISO mode converts light to voltage with higher conversion gain to express adequate detailing in shadow while reducing noise in the image. Low ISO mode also maximizes the capacity of each individual pixel to prevent oversaturation and to enhance color reproduction in brighter parts of the shot.

Following the development of Smart-ISO, engineers at Samsung began exploring ways to combine two levels of conversion gain into a single image sensor in order to improve the dynamic range. The result is Smart-ISO Pro, an HDR solution that enables the image sensor to capture a single HDR photo with the benefits of both high and low ISO modes.

When the smartphone camera takes a photo, Smart-ISO Pro first converts the light information of the scene into the voltage signal in both high and low ISO modes respectively. Next, the technology intelligently combines the outcome of the two modes together to create a final image with high dynamic range. This enables the image sensor to bring out the detailing of darker areas, retain the natural color of highlight areas, and ultimately produce images that are true-to-life.

Bursting With Color

The power of Smart-ISO Pro technology goes beyond its ability to precisely capture contrasting light and shadowed areas. With 12-bit color depth support, the technology also delivers unparalleled accuracy in color reproduction. Pixels in image sensors record color information through binary digits, also known as bits. The more bits per pixel, the more colors the sensor can produce.

By combining the information from two 10-bit images together, Smart-ISO Pro can express over 687 billion colors, which is 10 times more than a single 10-bit image. When shooting a smartphone’s pro mode, 12-bit HDR images can be saved in RAW format, giving users greater flexibility when it comes to adjusting exposure, white balance, color and more with less concessions.

The integration of Smart-ISO Pro into Samsung’s ISOCELL image sensors is just another way the company is constantly endeavoring to provide users with pro-grade mobile photography solutions.

Советы по съёмке ночного неба

Есть в этом какая-то магия, когда ночью выезжаешь за город, и перед тобой открывается ночное небо со всем его многообразием звёзд и галактик.
В этой статье мы расскажем, как фотографировать ночное небо на смартфон с применением Galaxy S20 Ultra, чтобы сохранить волшебство в кадре.
Оснащённая сенсором 108Мп и технологией nona-binning, благодаря которой матрица получает больше света, камера на Galaxy S20 Ultra способна создавать красивые ночные фотографии.

Перед выходом из дома

Запланируйте съёмку, зная, какой объект собираетесь снимать, а также оптимальное время и место. Если вы хотите сфотографировать луну, лучше дождаться новолуния. Не забудьте взять с собой фонарик и внешний аккумулятор для смартфона.

На месте

1) Установите оборудование. Для создания качественного снимка ночного неба потребуются длительная экспозиция или низкая скорость затвора. Вам понадобится штатив и дистанционный спуск затвора или таймер, чтобы обеспечить стабильную работу камеры при съёмке на длительной экспозиции.

2) Используйте Pro Mode: автоматические настройки на вашей камере не подходят для съёмки Млечного Пути. Переключитесь в режим ручной настройки для управления ISO, выдержкой и другими параметрами, чтобы отрегулировать освещение и режим для каждого кадра.

3) Настройте выдержку: её можно использовать для получения различных стилистических результатов на фото. Например, если ваш затвор остаётся открытым достаточно долго, вы запечатлеете вращение Земли, что приведет к появлению «следов» от звёзд на изображении. Отрегулируйте скорость затвора и либо получите статические изображения ночного неба, либо используйте более длинную выдержку, чтобы передать на фото перемещение небесных тел.

4) Настройте баланс белого. Этот параметр цветовой температуры вашего изображения и используется для того, чтобы белые объекты выглядели белыми и на фотографии. Для съёмки звездного неба вам, скорее всего, понадобится баланс белого между 3500 и 4500 кельвинов.

5) Отрегулируйте ISO: ISO – это показатель светочувствительности датчика изображения. Чем выше значение ISO, тем выше чувствительность к свету, что облегчает создание ярких кадров даже ночью. Но это также может привести к зернистости или шуму на фото. Отрегулируйте ISO в зависимости от окружающей среды, чтобы снизить уровень шумов до минимума, и при этом позволить датчику собрать достаточно света для получения качественного снимка.

Как сохранять фотографии

В режиме Pro убедитесь, что снимки сохраняются в формате RAW. Вы можете активировать эту функцию в приложении «Камера», выбрав «Настройки»> «Сохранить параметры»> и нажав на «Сохранить копии в формате RAW». Файлы в этом формате лучше подходят для постобработки, чем JPG или PNG, так как сохраняют больше информации о снимке.

Capturing the Galaxy on Galaxy – Smartphone Photography that Shoots for the Moon

A night sky scattered with sparkling, gem-like stars provided the canvas for this stunning photo of the Milky Way, which is from the official Samsung UK site. Incredibly, this photo took neither specialized equipment nor a professional photographer to shoot, but only required the Samsung Galaxy S20 Ultra and two office workers—Hyuck-ki Lee and Seok-joon Hong from Samsung’s Mobile Communications Business. Below, we explore their journey into the realm of astrophotography, and find out how the pair managed to capture the grandeur of the Milky Way with the Galaxy S20 Ultra.

A Young Man’s Journey to Becoming a Self-Made Astrophotographer

When Hong first started pursuing photography as a hobby, he used a film camera that he had received from his father. As he visited more and more shooting destinations, he found himself becoming increasingly immersed in the world of photography. In 2013, he and Lee traveled to Tanzania, where Hong got his first taste of astrophotography.
“I’ve always been interested in astronomy, and I even built my own telescope in high school,” Lee related. “I love how, with astrophotography, one day you can be shooting the moon from your living room, and the next you may be capturing a celestial phenomena that has never been caught on camera before. However, the idea that you could capture the night sky in all its glory with only a smartphone was a new concept to me.”
Glimpsing the stars shining bright on a pitch-black night is impressive enough, but actually trying to capture the sight with your camera can prove tricky. First, finding a spot to shoot that is unaffected by the light pollution caused by cities and large towns can prove difficult. Second, if you don’t remain alert and attentive, you risk missing the fleeting moment to get just the shot you’ve been waiting for. Third, you have no choice but to lug your heavy camera gear to whichever far-flung shooting destination you may have chosen.
But Hong and Lee report that the Galaxy S20 Ultra is going a long way towards alleviating those challenges. “Utilizing the camera on the Galaxy S20 Ultra has saved me from a lot of the difficulties that I thought were unavoidable,” said Hong. “A Galaxy S20 Ultra and a sturdy tripod are all a beginner astrophotographer really needs.”

How to Take Stellar Pictures on a Smartphone

The images of the night sky that the pair captured from the valleys and foothills between Jeollabuk-do and Gyeongsangbuk-do were so dazzling that it was hard to believe they were taken with a smartphone camera. “Even when a photograph is taken of the same thing, from the same place, at the same time, different photographers can produce varying products based on their differing perspectives and intentions,” Lee reported. “In many cases, differences in composition and angle combine to create a completely different piece of work.”
While taking photographs, it is also important to be familiar with your equipment and make the most of the features it offers. “The Galaxy S20 is definitely superior in terms of portability,” said Hong. “It also has the advantage of offering Pro Mode, which allows you to take photos manually and gives you more control over your settings, and ultimately the final results. I will definitely keep taking the S20 out into the field because of how it complements my DSLR camera.”
The Galaxy S20 Ultra offers improved low light photography and stability, producing extraordinary nighttime shots with minimal blur and noise. “Capturing good images of the night sky requires long exposure times­, and the Galaxy S20 Ultra is very well-suited to this kind of photography,” emphasized Lee. “Equipped with a 108-megapixel sensor and nona-binning technology for better low light performance, the camera on the Galaxy S20 Ultra is capable of capturing beautiful night-time photos.”
Hong and Lee also offered tips for those looking to try their hand at astrophotography. Lee recommended that burgeoning photographers start off simple, saying, “Static shots of constellations and the moon are easy to shoot, so are a good place to start. Make sure that you focus on the beauty of what you are trying to capture instead of the resulting pictures, and you will be rewarded with splendid pieces of work.”
“These days, chances for socialization are few and far between,” Hong commented. “So, for those looking to pass the time by getting into photography, I strongly recommend taking trips to remote areas with the Galaxy S20 Ultra. You don’t need a high-end DSLR camera to take great-quality pictures of constellations these days. You can also use astronomy apps to help you find constellations to take pictures of as well. From there, simply take out your Galaxy S20 Ultra and start creating special memories with your loved ones.”

How to Take Exceptional Night-time Photos with the Galaxy S20 Ultra

Before You Go
The best time to photograph the Milky Way is on a moonless night. A good flashlight and a backup phone battery are musts.

When You Get There
1) Set Up Your Equipment
When shooting in low light, you will need a tripod and either a remote shutter or timed shutter. The camera needs to be kept as still as possible to allow it to take in light.

2) Use Pro Mode
Most cameras aren’t automatically set up to take pictures of the stars. Switch from automatic to manual mode in advance so that you can then adjust settings like the ISO and shutter speed yourself between each shot.

3) Fine-tune the Shutter Speed
Apply a slow shutter speed, as your shutter needs to be open longer than normal in order to receive enough light for the shot. If you leave the shutter open long enough, you will capture star trails.

4) Adjust the White Balance
The White Balance setting adjusts the color temperature of your camera, ensuring that things that look white to your eye actually show up as white in the final product. A white balance of between 3500 and 4500 generally proves suitable for astrophotography.

5) Manage ISO Sensitivity
Your ISO setting determines the image sensor’s sensitivity to light. The higher the ISO, the brighter the photos. However, a higher ISO setting can cause unwanted noise and blocky pixels.

Tip for Saving Photos
While in Pro Mode, make sure to save photos as the RAW file type by navigating to Settings and turning on the ‘Save RAW copies’ feature. Photos saved as RAW files offer more editing options than those saved as JPGs or PNGs.

Samsung улучшил свои фотосенсоры ISOCELL при помощи японской Fujifilm

В сегодняшнем пресс-релизе Samsung Electronics анонсирована новая технология сенсоров ISOCELL Plus, которая будет применена в новых фотомодулях, предназначенных для мобильных устройств.
Благодаря технологии ISOCELL Plus разработчикам миниатюрных камер удалось повысить светочувствительность, что означает способность захватывать больше света без увеличения паразитных цветовых шумов, что критически важно при съёмке в неблагоприятных условиях (например, в сумерках или плохо освещённом помещении). В результате снимки и видеоролики выглядят значительно лучше, чем это получается у камер прежних поколений. Возросло качество цветопередачи при одновременном улучшении чёткости.
Впервые фирменная технология Samsung ISOCELL была представлена вендором в 2013-м году, а брэндированные фотомодули ISOCELL появились в 2017-м, поскольку подразделение Samsung System LSI также начало продавать их другим производителям мобильных устройств.
Оригинальная технология ISOCELL отличается тем, что между отдельными пикселями формируются физические барьеры, изолирующие пиксели друг от друга. В модифицированной ISOCELL Plus металлические изоляторы заменены инновационным материалом, разработанным японской компанией Fujifilm, которая давно сотрудничает с Samsung в деле создания более совершенных матриц для камер. Применение нового изолирующего материала позволило минимизировать паразитные переотражения света, проходящего сквозь объектив. В результате светочувствительность удалось повысить на внушительные 15%.
Новая технология позволяет создавать миниатюрные камерные модули с разрешением более 20Мп при одновременном улучшении качества цветопередачи и снижении цветовых шумов.
Технология Samsung ISOCELL Plus будет продемонстрирована на очередном Mobile World Congress, который сегодня открывается в Шанхае (Китай).         

Samsung Brings Enhanced Color Accuracy and Sharpness to Mobile Photos with New ISOCELL Plus Technology

Optimized pixel isolation technology enhances light sensitivity and color fidelity

Samsung Electronics, a world leader in advanced semiconductor technology, today introduced its new ‘ISOCELL Plus’ technology, which allows CMOS image sensors to capture more light, significantly increasing light sensitivity and color fidelity. Smartphone consumers can now expect even more accurate and clearer photos in challenging light environments.
To take high-quality photographs, CMOS image sensors need to hold as much light, or photons, as possible and transmit the right color information to the photodiode. Such requirements were resolved by the introduction of Samsung’s ISOCELL technology in 2013. ISOCELL forms a physical barrier between the neighboring pixels, reducing color crosstalk and expanding the full-well capacity. This enables each pixel to absorb and hold more light than the conventional backside-illuminated (BSI) image sensor design for superior image quality.
With the introduction of ISOCELL Plus, Samsung pushes pixel isolation technology to a new level through an optimized pixel architecture. In the existing pixel structure, metal grids are formed over the photodiodes to reduce interference between the pixels, which can also lead to some optical loss as metals tend to reflect and/or absorb the incoming light. For ISOCELL Plus, Samsung replaced the metal barrier with an innovative new material developed by Fujifilm, minimizing optical loss and light reflection.
“We value our strategic relationship with Samsung and would like to congratulate on the completion of the ISOCELL Plus development,” said Naoto Yanagihara, corporate vice president of Fujifilm. “This development is a remarkable milestone for us as it marks the first commercialization of our new material. Through continuous cooperation with Samsung, we anticipate to bring more meaningful innovation to mobile cameras.”
The new ISOCELL Plus delivers higher color fidelity along with up to a 15-percent enhancement in light sensitivity. The technology also enables image sensors to equip 0.8-micrometer (µm) and smaller-sized pixels without any loss in performance, making it an optimal solution for developing super-resolution cameras with over 20 megapixels.
“Through close collaboration with Fujifilm, an industry leader in imaging and information technology, we have pushed the boundaries of CMOS image sensor technology even further,” said Ben K. Hur, vice president of System LSI marketing at Samsung Electronics. “The ISOCELL Plus will not only enable the development of ultra-high-resolution sensors with incredibly small pixel dimensions, but also bring performance advancements for sensors with larger pixel designs.”
The ISOCELL Plus will be showcased at the Mobile World Congress Shanghai, held from June 27 to 29.