कैसे पिक्सेल बिनिंग आपके गैलेक्सी S22 फ़ोटो को शानदार बनाती है

स्मार्टफोन उद्योग में कैमरा वर्चस्व के लिए चौतरफा जंग जारी है, ब्रांड जितना संभव हो उतने कैमरों में अधिक से अधिक पिक्सेल भरने की कोशिश कर रहे हैं। उन तुच्छ चीजों से 2 मेगापिक्सल मैक्रो और डेप्थ कैमरे गैलेक्सी एस22 अल्ट्रा जैसे फोन पर 108-मेगापिक्सेल स्नैपर तक, संख्या केवल बढ़ती दिख रही है।

जल्द ही, सैमसंग का 200 मेगापिक्सल कैमरा सेंसर चीजों को अगले स्तर पर ले जाएगा, लेकिन इस मेगापिक्सेल जादू के केंद्र में पिक्सेल बिनिंग नामक एक तकनीक है - और यह कैमरे की सफलता की कुंजी है। हालाँकि, सभी पिक्सेल बिनिंग समान नहीं हैं। सैमसंग "टेट्रा" 4-इन-1 पिक्सेल बिनिंग का उपयोग करता है गैलेक्सी S22, और "नोना" 9-इन-1 पिक्सेल बिनिंग गैलेक्सी S22 अल्ट्रा. क्या इन सबसे कोई फर्क पड़ता है? हमें पता चल गया।

पिक्सेल बिनिंग क्यों आवश्यक है

पिक्सेल बिनिंग क्या करता है? संक्षेप में, यह आसन्न पिक्सेल को एक बड़े "सुपर पिक्सेल" के रूप में काम करने की अनुमति देता है, जो अधिक सटीक रंगों और कम शोर के साथ उज्जवल तस्वीरें देने के लिए अधिक डेटा एकत्र करता है। इससे पहले कि हम तकनीकी विवरण में उतरें, यह समझना महत्वपूर्ण है कि ऐसा क्यों होता है।

आपके फ़ोन का कैमरा सेंसर वह घटक है जो सामने वाले लेंस द्वारा उसे दी गई सभी ऑप्टिकल जानकारी एकत्र और संसाधित करता है। सेंसर, बदले में, मूलतः पिक्सेल की एक प्लेट है। वास्तव में उनमें से लाखों। किसी पौधे की कोशिकाओं की तरह, पिक्सेल प्रकाश को अवशोषित करते हैं, जो फिर सिग्नल रूपांतरण से गुजरते हैं वह छवि उत्पन्न करने के लिए जो हम अपने फ़ोन की स्क्रीन पर देखते हैं.

लेकिन यहाँ अजीब हिस्सा है. पिक्सेल की संख्या जितनी अधिक होगी, छवि का रिज़ॉल्यूशन उतना ही अधिक होगा - अधिक विवरण और तीक्ष्णता की अनुमति। हालाँकि, जैसे-जैसे हम अधिक पिक्सेल जोड़ते रहते हैं, उन्हें समायोजित करने के लिए सेंसर का आकार भी बढ़ना चाहिए। 10MP से 200MP तक जाने पर 20 गुना बड़ा कैमरा सेंसर मिलना चाहिए। लेकिन क्योंकि स्मार्टफोन के चेसिस के अंदर इमेज सेंसर फिट करने के लिए सीमित जगह उपलब्ध है, इसलिए आकार में वृद्धि नहीं हो सकती है।

समस्या को हल करने के लिए, पिक्सेल के आकार को छोटा कर दिया जाता है, इन फोटोसेंसिटिव तत्वों को सेंसर प्लेट पर बिना उसके आकार को बहुत अधिक बढ़ाए फिट कर दिया जाता है। हालाँकि, पिक्सेल जितना छोटा होता जाता है, वह प्रकाश को अवशोषित करने में उतना ही ख़राब होता जाता है - जिसके परिणामस्वरूप विवरण और रंग कमज़ोर हो जाते हैं। यहीं पर पिक्सेल-बिनिंग तकनीक एल्गोरिदमिक रूप से बड़े पिक्सेल बनाकर बचाव के लिए आती है जो अधिक प्रकाश को अवशोषित करने में सक्षम हैं। जब ऐसा होता है, आपको बेहतर दिखने वाली तस्वीरें मिलती हैं.

पिक्सेल बिनिंग के लाभ देखना आसान है

जब यह एल्गोरिदम क्रियान्वित होता है, तो एक बड़ा सुपर पिक्सेल बनता है जो अधिक प्रकाश डेटा को अवशोषित करता है। यह कम रोशनी वाले वातावरण में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जहां कैमरा सेंसर को यथासंभव अधिक प्रकाश एकत्र करने की आवश्यकता होती है। गैलेक्सी S22 पर टेट्रा पिक्सेल बिनिंग के मामले में, जब एक ही रंग के चार पड़ोसी पिक्सेल एक में विलय हो जाते हैं, तो उनकी प्रकाश संवेदनशीलता चार गुना बढ़ जाती है।

परिणामस्वरूप, पिक्सेल-बिन्ड तस्वीरें अधिक तीक्ष्णता और अधिक कंट्रास्ट के साथ अधिक चमकदार बनती हैं। उपरोक्त छवि को मूल 50MP रिज़ॉल्यूशन पर कैप्चर किया गया था गैलेक्सी S22 का प्राथमिक कैमरा. अनाज के स्तर और धुंधले किनारों पर ध्यान दें। नीचे S22 द्वारा कैप्चर किया गया उसी विषय का एक पिक्सेल-बिन्ड 12.5MP शॉट है, जो किनारों के चारों ओर एक उज्जवल प्रोफ़ाइल के साथ अच्छी तरह से परिभाषित रेखाएं और बेहतर रंग प्रजनन प्रदान करता है।

लेकिन पिक्सेल बिनिंग के लाभ कम रोशनी वाली फोटोग्राफी तक ही सीमित नहीं हैं। वास्तव में, तकनीक एचडीआर (हाई डायनेमिक रेंज) आउटपुट को भी बढ़ाती है। उच्च-विपरीत विषय या परिवेश की तस्वीरें लेते समय, पिक्सेल-बिनिंग तकनीक फिर से ठोस लाभ उत्पन्न करती है।

प्रत्येक पिक्सेल समूह (उसके रंग के आधार पर) में प्रकाश संवेदनशीलता और एक्सपोज़र समय का एक अलग स्तर होता है, जिसका अर्थ है कि वे खंडित रूप में और उच्च परिशुद्धता के साथ प्रकाश जानकारी एकत्र करते हैं। परिणामस्वरूप, जब प्रत्येक पिक्सेल सरणी द्वारा एकत्र किए गए ऑप्टिकल डेटा पर एचडीआर प्रसंस्करण लागू किया जाता है, तो तस्वीरें उच्च रंग सटीकता और बेहतर गतिशील रेंज के साथ आकर्षक दिखती हैं।

पिक्सेल बिनिंग के लिए सैमसंग के विभिन्न दृष्टिकोण

पिक्सेल बिनिंग का पैमाना स्वयं पिक्सेल की संख्या पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, एक 48MP कैमरा 12MP फ़ोटो देने के लिए चार पिक्सेल को एक कृत्रिम रूप से बढ़े हुए सुपर पिक्सेल में जोड़ता है। इसीलिए ब्रांड इसे 4-इन-1 पिक्सेल बिनिंग के रूप में विपणन करते हैं। इसी तरह, 5o मिलियन या 64 मिलियन पिक्सल वाले कैमरा सेंसर क्रमशः 12.5MP और 16MP इमेज बनाते हैं। सैमसंग की मार्केटिंग भाषा में, आपको इस प्रक्रिया को परिभाषित करने के लिए "टेट्रासेल" नाम मिल सकता है।

तकनीकी स्तर पर, पिक्सेल वास्तव में भौतिक रूप से हिलते या संयोजित नहीं होते हैं। बजाय, यह सॉफ़्टवेयर स्तर पर किया जाता है रेमोज़ेक एल्गोरिदम का उपयोग करना। व्यक्तिगत पिक्सेल व्यवस्था सामान्य RGB मामला बनी हुई है। टेट्रासेल का काम 2×2 पिक्सेल सरणी में समान रंग फ़िल्टर वाले पिक्सेल को एक दूसरे के बगल में समूहित करना और अधिक प्रकाश एकत्र करने के लिए एक बड़ा कृत्रिम आरजीबी पिक्सेल सरणी बनाने के लिए उन्हें मर्ज करना है। यह कैसे होता है यह देखने के लिए ऊपर की छवि पर एक नज़र डालें।

गैलेक्सी S22 पर 50MP कैमरा 1-माइक्रोन पिक्सल का उपयोग करता है, लेकिन जब पिक्सेल-बिनिंग तकनीक कार्रवाई में आती है, तो यह आसन्न 1-माइक्रोन पिक्सल के 2×2 सरणी को मर्ज कर देता है। यह हमें एक बड़ा सुपर पिक्सेल देता है जिसका माप 2-माइक्रोन होता है। यह टेट्रा विधि है. लेकिन जब आपके पास गैलेक्सी S22 अल्ट्रा जैसे फोन पर 108MP कैमरा होता है, तो पिक्सल का आकार और भी छोटा हो जाता है।

4-इन-1 पिक्सेल बिनिंग के बजाय, यह 108MP सेंसर सैमसंग द्वारा "नॉनसेल" तकनीक पर निर्भर करता है। यह नौ पड़ोसी पिक्सेल को एक में जोड़ता है। 3×3 पिक्सेल सरणी का यह विलय एक बड़ा सुपर पिक्सेल बनाता है जिसका आकार 2.4-माइक्रोन है। ऐसा करने पर, रिज़ॉल्यूशन मूल 108MP से घटकर 12MP हो जाता है, लेकिन तस्वीरें बेहतर रंग सटीकता के साथ उज्जवल आती हैं। यह नॉन पिक्सेल बिनिंग विधि है।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, छोटे पिक्सेल प्रकाश डेटा एकत्र करने में संघर्ष करते हैं, इसलिए वे तस्वीरों में विवरण खो देते हैं। ऊपर बाईं ओर की छवि गैलेक्सी S22 अल्ट्रा के प्राथमिक कैमरा सेंसर द्वारा ली गई पूर्ण-रिज़ॉल्यूशन 108MP तस्वीर का एक खंड है, जो छोटे 0.8-माइक्रोन पिक्सेल के साथ आता है। दाईं ओर 50MP शॉट से काटा गया एक खंड है गैलेक्सी S22 के मुख्य कैमरे द्वारा लिया गया, जो बड़े 1-माइक्रोन पिक्सेल को पैक करता है। बड़े पिक्सेल के कारण, गैलेक्सी S22 का कैमरा सेंसर अधिक प्रकाश डेटा एकत्र करता है, और परिणामस्वरूप, आप बेहतर तीक्ष्णता और कहीं बेहतर एक्सपोज़र के साथ चमड़े के कंगन पर अधिक विवरण देख सकते हैं।

हालाँकि, जब पिक्सेल बिनिंग क्रियाशील हो जाती है, तो गैलेक्सी S22 अल्ट्रा का कैमरा सेंसर एक बड़ा 2.4-माइक्रोन सुपर पिक्सेल बनाता है जो गैलेक्सी S22 के प्राथमिक कैमरे की तुलना में अधिक प्रकाश डेटा एकत्र करता है, जो कृत्रिम रूप से एक छोटा 2-माइक्रोन सुपर बनाता है पिक्सेल. आश्चर्य की बात नहीं कि परिणाम उलटे आते हैं।

जैसा कि आप ऊपर की छवि में देख सकते हैं, गैलेक्सी एस22 अल्ट्रा का बड़ा सुपर पिक्सेल तीक्ष्णता पर उच्च नियंत्रण, अधिक सतह विवरण और बेहतर रंग सटीकता के साथ बेहतर विषय पृथक्करण प्रदान करता है। लेकिन पिक्सेल बिनिंग केवल कम रोशनी में विवरण सामने लाने के बारे में नहीं है। यह रंगों को पुन: प्रस्तुत करने, गतिशील रेंज को प्रबंधित करने और अन्य महत्वपूर्ण मापदंडों में भी बहुत बड़ी भूमिका निभाता है।

ऊपर बाईं ओर की छवि में, गैलेक्सी S22 विषय एक्सपोज़र, गहराई अनुमान और रंग पर बहुत बेहतर काम करता है गैलेक्सी S22 के उसी दृश्य के 108MP स्नैप की तुलना में, पूर्ण-रिज़ॉल्यूशन 50MP शॉट में पुनरुत्पादन अल्ट्रा. छोटे पिक्सेल गैलेक्सी S22 अल्ट्रा के प्राथमिक कैमरे पर इसके परिणामस्वरूप इमारतों के रंग धुल जाते हैं और कुल मिलाकर प्रोफ़ाइल कम छिद्रित हो जाती है।

लोलाइट परिदृश्य की तरह, पिक्सेल बिनिंग फिर से अंतर को उजागर करता है और परिणामों को उलट देता है। गैलेक्सी एस22 अल्ट्रा के कैमरा सेंसर द्वारा बनाए गए बड़े सुपर पिक्सल के लिए धन्यवाद, ऊपर दाईं ओर की छवि दर्शाती है तस्वीर में ईंट के खांचे अधिक सटीक हैं और रंग वेनिला गैलेक्सी द्वारा ली गई तस्वीर की तुलना में वास्तविकता के करीब हैं S22. हालाँकि, यहाँ यह बताना उचित है कि छवि गुणवत्ता तय करने में पिक्सेल बिनिंग एकमात्र कारक नहीं है। बहुत कुछ सेंसर की बनावट पर निर्भर करता है, अंतर्निहित एल्गोरिदम, और एपर्चर, अन्य कारकों के बीच।

स्मार्टफ़ोन पर पिक्सेल बिनिंग का भविष्य

पिक्सेल युद्धों का कोई अंत नहीं दिख रहा है, अगला विकास 200MP कैमरा सेंसर है। दरअसल, ऐसी अफवाह है कि मोटोरोला ऐसे शक्तिशाली इमेजिंग हार्डवेयर वाला पहला फोन लॉन्च कर सकता है। इस मामले में, रेमोज़ेक एल्गोरिदम कम से कम 16 पिक्सेल को एक बड़ी इकाई में संयोजित करने जा रहा है। उदाहरण के लिए सैमसंग का अपना 200MP ISOCELL HP-1 सेंसर लें, जो पिक्सेल बिनिंग का एक नया हाइब्रिड रूप पेश करता है।

प्रकाश की स्थिति के आधार पर, यह एक हाइब्रिड 4×4 पिक्सेल-बिनिंग प्रक्रिया करता है जो दो चरणों में होती है। सबसे पहले, सेंसर 4-इन-1 बिनिंग करता है जिसमें 0.64-माइक्रोन पिक्सल की 2×2 सरणी शामिल होती है। यह एक बड़ा सुपर पिक्सेल बनाता है जो 1.28-माइक्रोन मापता है और 50-मेगापिक्सेल रिज़ॉल्यूशन पर तस्वीरें बनाता है। इसके बाद, सेंसर 4-इन-1 बिनिंग का एक और राउंड करता है जिसमें 1.28-माइक्रोन पिक्सल की 2×2 सरणी शामिल होती है, जिससे एक और भी बड़ा सुपर पिक्सेल बनता है जिसका आकार 2.56-माइक्रोन होता है। इस प्रक्रिया के अंत में, अंतिम छवि रिज़ॉल्यूशन प्रबंधनीय 12.5-मेगापिक्सेल तक गिर जाता है।

इसमें निहित है कि पिक्सेल बिनिंग इतनी आवश्यक क्यों है। जैसे-जैसे स्मार्टफ़ोन कैमरा सेंसर अधिक से अधिक पिक्सेल प्राप्त करते जा रहे हैं, गुणवत्ता पिक्सेल बिनिंग की आवश्यकता और भी अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है। और यह एक ऐसी तकनीक है जो लगातार विकसित हो रही है। चाहे वह टेट्रा हो, नोना हो, या ऊपर उल्लिखित हाइब्रिड पिक्सेल बिनिंग हो, कंपनियां अभी भी यह पता लगा रही हैं कि विभिन्न कैमरों के लिए कौन सी विधियाँ सबसे अच्छा काम करती हैं।

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