这次蹭热度真的是个巧合,这两周正好在整理DCG和HDR之间的一些知识点.刚好赶上小米10至尊版的发布,所以就顺便蹭一个热点.
首先说下原生ISO实际上就是我们一般说到的Conversion Gain.关于CG和HDR的知识公众号之前已经介绍过几期,在这篇文章中重新梳理下.
这次小米10至尊版的双原生ISO就是DCG.CG的全称是 Conversion gain,DCG的D是dual的意思.这个gain和Analog gain,Digital gain 本质上并不相同.这个Gain在单反中常被包装成原始ISO.Conversion gain是像素中电子转成电压的比值,产生这个效应部分简单可以理解等效于电子进入一个电容,相同的电子情况下不同的大小的电容会产生不同大小的电压.电容越大电压越小,电容越小电压越大.而电压就是像素读取中在模拟部分需要得到的值. 这个CG的大小主由pixel设计有关系,DCG实际上就是在4T pixel结构的的基础上通过调整Floating Diffusion设计的.Floating Diffusion 影响了CG的大小.另外电子转电压不是效率越高越好,动态范围和CG的大小成反比.

一般4T sensor的曝光过程分为下面四个过程：
1 曝光(集成)
2 Reset Floating diffusion
3 通过调整电压移动电子到FD区域
4 读取电压信号
如下图中在DCG就是在4T pixel设计中FD的边上增加一个新的FD.通过不同的电压组合选择使用不用FD.达到调整CG的大小的目的.
在上面的设计图中DCG下HCG和LCG的选择读取时序是通过如下图的电平选择使用对应的FD.

对于4T pixel设计FD的大小往往是pixel的动态范围和sensitivity 的一个关键决定因素. 而DCG怎么和和HDR 牵扯到关系呢?
这里就要说到多帧HDR中常见问题,HDR的各帧在不是同一时间曝光的情况下,合成后运动物体会有鬼影.鬼影现象随着各帧的时间差变大而变大.而DOL结合 DCG技术可以有效减少帧间曝光时间,改善HDR的鬼影现象.
在这里我们以普通的多帧曝光(MF HDR ), staggered (DOL) HDR和DCG的关系为例
1 普通的MF是一帧曝光结束之后再进行下一帧.
 普通的DOL是对于一行像素来说是像素来说是进行完一次曝光之后,就可以进行下一次曝光(不用等待整帧的完成),因此可以缩短帧间的时间.通过这样的Overlap可以减少帧间的区别.
3 对于普通的DCG来说一般可以在长帧或者短帧使用HCG模式(可多帧用)通过进一步缩短曝光时间来缩短曝光时间差,以减少鬼影
4 对于支持同时读出的DCG可以L和S两次的数据在一次曝光中通过不同的CG 读出.这样同一时间内的两次曝光就没有时间差了. VS还是需要重新曝光.

目前在市场上第四种技术主要是OV在进行推广,按照小米10至尊版的广告应该使用的就是这种技术.不过其中只做两次曝光没有做Very short部分 

--文章转载自微信公众号《大话成像》，知乎专栏《all in camera》原创文章