芬蘭人終于發(fā)飆了。困境中的手機制造商諾基亞發(fā)布了一款擁有4 100萬像素攝像頭的智能手機——諾基亞808 PureView?；蛟S有人認為諾亞基只是為了制造一個噱頭，希望重新登上IT雜志的封面。但是，諾基亞用行動證明了“像素不代表成像質(zhì)量”這句話也未必是正確的。這是因為盡管目前的智能手機和數(shù)碼相機擁有更高像素的攝像頭，但是其影像傳感器的尺寸并未相應(yīng)增加，所以每個像素的面積就會減小，從而使得每個像素的感光能力下降，導(dǎo)致所拍攝照片的影像噪點更多。當然，諾基亞并不希望自己的用戶在手機上拍攝4 100萬像素的超大照片，諾基亞808的默認像素是500萬。它通過一項被稱為超采樣（oversampling）的技術(shù)，將拍攝照片的影像噪點大幅降低，使其成像質(zhì)量遠超過普通的千萬像素手機攝像頭。

智能手機影像傳感器之最

通過諾基亞808 PureView手機，前“手機之王”在硬件上再次點燃了新的火花，它的影像傳感器可以拍攝7 152×5 368分辨率（3 800萬像素）的4:3格式照片以及7 728×4 354分辨率（3 400萬像素）的16:9格式照片。諾基亞的“PureView”圖像處理技術(shù)在技術(shù)圈子里被稱為超采樣技術(shù)，它的基本邏輯就是利用超大的影像傳感器拍攝3 800萬像素的照片，將多個像素點的豐富圖像信息合成為一個“超級像素點”，實際等效為800萬、500萬或300萬像素的照片，實現(xiàn)超低噪點和多倍無損變焦。

為了理解超采樣技術(shù)的神奇，我們首先必須了解常規(guī)的影像傳感器是如何工作的。影像傳感器（以CCD為例）使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾桑鎯υ诎雽?dǎo)體材料上。但是CCD傳感器只能記錄亮度值，如果沒有其他部件，就只能生成黑白照片。增加拜爾（Bayer）彩色濾鏡矩陣之后，方可通過計算實現(xiàn)彩色照片。拜爾彩色濾鏡是格子狀的，由50%的綠色、25%的紅色和25%的藍色方格組成。綠色區(qū)域的百分比更高是因為人眼對于綠色更加敏感。不同的像素點只對應(yīng)紅、藍、綠三原色光中的一種感光，這些像素點交織在一起，然后通過差值算法來恢復(fù)原始彩色圖像。也就是說，每個像素都需要從周邊的像素利用插值法才能計算出其他兩種顏色，這決定了照片最終的呈現(xiàn)效果很難“保真”。無論差值算法有多先進，每個像素只有一個顏色值是測量出來的，其他兩種顏色都是根據(jù)不精確的值計算出來的。如果我們仔細看一張放大后的數(shù)碼照片，可以看到圖像的顏色散射和圖像噪點形成的鋸齒，觀察到失真的部分。

超級像素與無損變焦

與普通的數(shù)碼相機相比，除了超高的分辨率之外，諾基亞808在拍照方式上并沒有什么區(qū)別，它也需要拜爾彩色濾鏡矩陣來記錄照片的色彩信息。主要的不同在于，諾基亞808的像素色彩值并不是通過差值計算得來的，而是將周邊幾個像素的實際測量值合成為一個超級像素。舉例來說，300萬像素的照片，每個超級像素由14個普通像素組成；500萬像素照片的超級像素由8個普通像素組成；800萬像素照片的超級像素由5個像素組成。最關(guān)鍵的因素是，每個超級像素的顏色值都是由真實的三原色計算而來，這樣就有效避免了差值計算造成的誤差。

在數(shù)碼相機中，有兩種變焦方式，分別是數(shù)碼變焦和光學變焦。不過，傳統(tǒng)的數(shù)碼變焦效果通常差強人意，放大后的圖像已經(jīng)丟失了很多圖像信息。而且由于光學變焦鏡頭需要非常復(fù)雜的硬件設(shè)計，因此還沒有被引入到智能手機的攝像頭中。但是，在諾基亞808 PureView中，無損數(shù)碼變焦不再是雞肋，它的一顆協(xié)處理器保證了超級像素包含的像素數(shù)可以實時進行調(diào)節(jié)。例如，諾基亞808 PureView拍攝的500萬像素的照片是由“八合一”的超級像素組成的，因此我們可以進行真正的8倍無損數(shù)碼變焦（放大），直到“一對一”像素的500萬像素照片出現(xiàn)。