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昨年、スマートフォンの写真について話すとき、「ピクセルビニング」という用語が定期的に登場しました。この用語は興奮を正確に呼び起こすものではありませんが、今日の携帯電話の負荷を高める機能です。
では、ピクセルビニングとは何ですか？市場の主要なスマートフォン写真機能の1つをご覧ください。
ピクセルまたは写真サイトの重要性
ピクセルビニングを理解するには、このコンテキストでピクセルが実際に何であるかを理解する必要があります。問題のピクセルは写真サイトとも呼ばれ、写真撮影中に光を取り込むカメラセンサー上の物理的な要素です。
通常、ピクセルサイズはミクロン単位（100万分の1メートル）で測定され、1ミクロン以下は小さいと見なされます。 iPhone XS Max、Google Pixel 3、およびGalaxy S10カメラはすべて、1.4ミクロンの大きなピクセルを提供します。
言うまでもなく、大きなピクセルは小さなピクセルよりも多くの光を簡単に取り込むことができるため、ピクセルは常に大きくする必要があります。より多くの光を取り込む能力は、光が貴重な場合にパブや夕暮れ時にパフォーマンスが向上することを意味します。しかし、カメラのバンプを気にしない限り、スマートフォンのカメラセンサーは、今日のスマートフレームに収まるように小さくする必要があります。
スマートフォンのセンサーサイズが小さいということは、単純に使用するピクセル数が少ない（つまり、より低い解像度のセンサー）場合を除き、ピクセルも小さくする必要があることを意味します。もう1つの方法は、より多くのピクセル（つまり、より高い解像度のセンサー）を使用することですが、センサーのサイズを大きくしてバンプを処理するか、ピクセルをさらに縮小する必要があります。ピクセルをさらに縮小すると、低光量機能に悪影響を及ぼします。しかし、それがピクセルビニングが違いを生む場所です。
ピクセルビニングアプローチ
48MPのHonor View 20で撮影した12MPピクセルビニングショット。
1つの文にまとめると、ピクセルビニングは、4つのピクセルのデータを1つに結合するプロセスです。したがって、0.9ミクロンの小さなピクセルを備えたカメラセンサーは、ピクセルビニングショットを撮るときに1.8ミクロンピクセルに相当する結果を生成します。
48MPカメラの説明者で述べたように、カメラセンサーを庭と考え、ピクセル/フォトサイトを庭で雨を集めるバケツと考えてください。小さなバケツを庭に置くか、代わりにいくつかの大きなバケツを置くことができます。ただし、ピクセルビニングは、必要に応じてすべての小さなバケットを1つの巨大なバケットに結合することと本質的に同等です。
この手法の最大の欠点は、ピクセルでビニングされたショットを撮るときに、解像度が事実上4に分割されることです。つまり、48MPカメラでのビニングショットは実際には12MPですが、16MPカメラでのビニングショットはわずか4メガピクセルです。
ピクセルビニングは、カメラセンサーにクアッドベイヤーフィルターを使用することにより、一般的に可能になります。バイエルフィルターは、すべてのデジタルカメラセンサーで使用されるカラーフィルターで、ピクセル/写真サイトの上に配置され、赤、緑、青の色で画像をキャプチャします。
標準のベイヤーフィルターは、50％の緑色フィルター、25％の赤色フィルター、および25％の青色フィルターで構成されています。カラーのケンブリッジの写真リソースによると、この配置は緑色光に敏感な人間の目を模倣することを意図しています。この画像がキャプチャされると、補間および処理されて、最終的なフルカラー画像が生成されます。
しかし、クアッドベイヤーフィルターはこれらの色を4つのクラスターにグループ化し、ソフトウェアベースの配列変換処理を使用してピクセルビニングを有効にします。クラスター配置は、アレイ変換プロセス中に追加の光情報を提供するため、単純に48MPに補間/アップスケーリングするよりも優れています。クアッドベイヤーフィルターの仕組みについては、上の画像をご覧ください。さまざまな色のグループ化が従来のベイヤーフィルターとどのように異なるかに注目してください。また、50％の緑フィルター、25％の赤フィルター、25％の青フィルターを提供していることに気付くでしょう。
クアッドベイヤーフィルターとピクセルビニングを採用することで、昼間は超高解像度のショットを、夜間は低解像度のピクセルビニングのショットを利用できます。そして、これらの夜間の写真はより明るく、フル解像度のスナップよりもノイズが少ないはずです。
現在、ピクセルビニングを使用しているのは誰ですか？
メーカーが32メガピクセル、40メガピクセル、または48メガピクセルのカメラを搭載した携帯電話を持っている場合、この機能の提供はほぼ保証されています。この点で有名なデバイスには、Xiaomi Redmi Note 7シリーズ、Xiaomi Mi 9、Honor View 20、Huawei Nova 4、Vivo V15 Pro、およびZTE Blade V10が含まれます。
しかし、LGのG7 ThinQやV30s ThinQなど、ピクセルビニングオプションを提供する低解像度カメラのブランドもあります。これらのデバイスは、16MPカメラでピクセルブニングを使用してより明るい4MPショットを実現するスーパーブライトモードを提供します。 Xiaomiなどのブランドは、それぞれXiaomi Redmi S2やMi A2など、ピクセルビニング付きの16MPおよび20MPカメラを採用しています。
出力解像度が低くないため、明らかに高解像度のカメラがこの手法に適しているようです（特に背面カメラ）。しかし、それはまた、あなたはあなたがどれくらい高く行くことができるのだろうかと思います。まあ、新しいインタビューは、64MPおよび100MP +カメラが開発中であることを示唆しています。
収益の減少？
クアルコムの幹部が語った MySmartPrice ブランドは今年後半に64MPおよび100MP +のスマートフォンを発売します。これにより、それぞれ16MPおよび少なくとも25MPのピクセルビニングショットが残ります。しかし、これらの超高解像度カメラがそれらすべてのピクセルに対して大量のセンサーを備えていない限り（ピクセルを48MPセンサーと同等のサイズに保ちながら）、失望する可能性があります。
結局、0.5ミクロンの超小型ピクセルを備えた64メガピクセルのカメラを使用している場合、ピクセルビニングショットは実質的に16メガピクセルの1ミクロンピクセル画像に相当します。そのため、メーカーは、OnePlus 6Tの自撮りカメラやLG G7のプライマリカメラと同様の結果を得るために、あらゆる努力を払っています。 Google PixelやSamsung Galaxy S10シリーズと同様の12MPセンサーを採用しないのはなぜですか？
1つの可能性は、これらの超高解像度カメラが低光量性能を高めるためにさらに多くのピクセルからのデータを結合できることです。しかし、これがピクセルビニングによってまだ可能かどうかは不明です。それでも、Nokia 808 PureViewはいわゆるオーバーサンプリング方式を使用して、最大14ピクセルのデータを組み合わせて、よりきれいな3MPショットを作成しました。また、3MPが低すぎて好みに合わない場合、カメラは8ピクセルのデータを組み合わせて5MPスナップを向上させることができます（または8MPショットの5ピクセルのデータ）。
超高解像度カメラがすぐに実を結ばなくても、現在の40MPおよび48MPセンサーは、ピクセルビニングを使用すると既に素晴らしい結果を示しています。ナイトモード、より良いズーム、AIスマートなどの改善された機能により、現在、より良いスマートフォン写真の可能性がたくさんあります。
