Akıllı Telefon Kameralarındaki 'Quad Bayer Filtresi' Nedir?

Telefon üreticilerinin kamera performansıyla övünmeyi sevdiği şu günlerde, akıllı telefon kameralarının olmazsa olmazı Quad Bayer filtresine yakından bakıyoruz.

İlk 48 MP kameralı akıllı telefon Aralık 2018’de çıkış yaptı. İşin ilginç yanı ise bu cihazların büyü kısmının orta segment telefonlar olması. Amiral gemisi akıllı telefonların 12 MP’lik sensörleri kullanmasıydı. Böyle bir durumun ortaya çıkmasının sebebiyse Quad Bayer filtresi.

Nedir bu Bayer filtresi?

Temelden alacak olursak Bayer filtresi, dijital sensörlerin renkli fotoğraflar çekmesini sağlayan kırmızı, yeşil ve mavi filtrelerden oluşan bir renk mozaiği. Yarı iletken pikseller rengi görmediği ve sadece çarpan ışığı gördükleri için, sadece siyah beyaz fotoğraflar çekebilirler. Yani Bayer filtresi ışığın, bu üç renkteki her bir piksele ulaşmasını sağlıyor.

12 MP’lik sensörün çalışma şekline bakacak olursak, yeşil toplamda 6 milyon piksel görürken kırmızı ve mavinin her biri üçer milyon piksel görüyor. Yeşilin daha çok piksele sahip olmasının sebebi insan gözünün en çok bu renge hassas olması. Tam bir 12 MP’lik çözünürlüğü interpole etmek için “demosaicing” adı verilen bir algoritma kullanılıyor.

Quad Bayer filtresi bir yanlış adlandırma. Aslında normal Bayer filtresiyle oldukça benzer. Aradaki fark, filtreden değil arkasındaki sensörden kaynaklanıyor. Yeni sensörler, dört pikseli her bir renk kutusunun arkasına koyuyor. Yani 48 MP Quad Bayer sensörler 12 MP’lik sensörlerden çok da fazla detay sunmuyor.

Quad Bayer filtresini nerede bulabilirsiniz?

Huawei’nin P20 Pro, Mate 20 Pro ve Mate 20 X cihazlarındaki 40 MP’lik sensörlerle başlayan 48 MP sensör trendi bugün artık birçok cihazda bulunuyor. Çinli akıllı telefon üreticisi P30 ve P30 Pro cihazlarında Kırmızı, Yeşil, Yeşil, Mavi yerine Kırmızı, Sarı, Sarı, Mavi kullanarak bunun farklı bir sürümünü kullansa da çalışma prensibi aynı.

Ayrıca Vivo V15 Pro ve Samsung Galaxy A70 gibi Quad Bayer filtreli 32 MP’lik selfie kamerası olan birçok telefon da bulunuyor. Bunlar, aynı piksel genişliğine sahip olsa da (0,8 um) fiziksel olarak küçük oldukları için daha düşük çözünürlüğe sahipler.

Samsung, son olarak 64 MP Quad Bayer sensörlerini duyurmuştu. Burada piksel boyutu aynı kalsa da sensörlerin boyutunda değişikliğe gidildi.

Quad Bayer sensör neler yapabilir?

Şu an birçok cihazda akıllı telefonlara konulmuş olan en büyük sensörler bulunuyor. Mesela Sony’nin 8 mm diyagonal ölçülere sahip olan ve en popüler 48 MP’lik sensörlerden olan IMX 586’sı. Bir diğeri yine Sony’nin Pixel 3’lerde kullanılan 7,06 mm diyagonal ölçülere sahip IMX363’ü. Bir başkası Samsung’ın S10’larda kullandığı 7,06 mm diyagonal ölçülere sahip olan S5K2L4’ü. Tüm bunlar yüzey alanından %30’luk kazanım sağlıyor.

Günümüzde “1,6 um” özellikle şirketlerin pazarlama departmanları övünmek için oldukça sık kullanılıyor ancak düşük ışık performansı konusundaki tüm övgüyü bu almamalı. Kumlanma oldukça rastlantısal bir süreç ve eğer ki geleneksel sensörlerin büyük pikselleri bir sinyal yerine kumlanma yakalarsa geriye yapacak çok az şey kalır.

Eğer ki Quad Bayer sensörlerindeki dört pikselden bir tanesi kumlanma yakalarsa, bu sadece %25’lik bir bilgi kaybı anlamına gelir ve görüntünün keskinliğini etkilemiyor.

Alternatif olarak sensör ikiye bölünebiliyor ve bir tanesi kısa pozlamalar yakalarken diğeri uzun pozlamalar yakalar. Bu da gündüz ışığında gerçek zamanlı HDR görüntüleri yakalamak için kullanılır.

Quad Bayer filtresinin ne yaptığını en basit anlamıyla düşünecek olursak kamera yazılımının aynı anda iki fotoğraf çekmesine izin veriyor ve bu da görüntü işlenmesine olanak sağlıyor. İşte bu yüzden modern akıllı telefonlar donanım çok da fark etmeksizin kaliteli fotoğraflar çekebiliyor.

Peki Quad Bayer ne yapamaz?

(Sol 12 MP, sağ 48 MP)

Quad Bayer filtrede farklı renklerin pikselleri ayrıdır yani demosaicing daha az etkilidir. Aslında 48 MP’de 12 MP’den 4 kat daha fazla detay yakalayamıyorsunuz.

Demosaicing algoritmasını işlenmemiş 48 MP veri üzerinde çalıştırmak görüntülerde daha keskin sonuçlar elde edilmesini sağlar ancak bu telefondan telefona ve sahneden sahneye değişir. Eğer ki çekilen fotoğrafta detaylar çok önemliyse güdülecek en iyi strateji iki modda da fotoğrafı çekip arasından en iyi olanı seçmek olacaktır.

Yani çoğu zaman 48 MP ile 12 MP’lik sensörler aynı görüntüleri elde ederken 48 MP’lik sensörün fotoğrafları daha büyük olur. Dolayısıyla depolama alanınızda gereksiz yer kaplar.

Evet arkadaşlar tekrar hatırlatmak isterim ki forumlarda, sosyal medya paylaşımlarınızda, blogunuzda veya websitenizde resim yüklemek ve ya resim paylaşmak için buraya tıklayabilirsin. Sınırsız resim yükeyebilir ve resim paylaşabilirsin.