據産業消息，華爲下半年的旗艦即Mate70系列，正在測試豪威的OV50H和OV50K。

其中OV50H已經曆多輪市場檢驗了，其優秀動態範圍的特點早已被用戶所熟知；而剛上市不久且動態範圍更牛的OV50K，現在只有榮耀的Magic6至臻版和保時捷版搭載。

下面就從純技術角度去分析這兩款傳感器，看看國産豪威在單曝光HDR技術上有多努力。

首先，要搞清楚的就是最基礎之 DCG 技術。如上圖所示由于DCG電容的加入，像素電路得以根據實際場景選擇與DCG電容的連通與否，但最終只有一個輸出端可以讀出對應的增益。

也就是說，在單個原生像素內，到底是接通DCG電容以獲得低轉換增益，還是斷開DCG電容從而獲得高轉換增益，是一種“二選一”無法兼得的狀態。

但由于現在的手機傳感器，普遍都是默認“四合一”的 Quad Bayer 陣列設計，所以就可以將同色相鄰像素分別設置爲高、低轉換增益模式，並通過像素合並實現片上DCG HDR合成。

拓展閱讀：首圖所示像素電路圖爲經典的4T-APS設計，其中Reset代表複位晶體管，Transfer代表傳輸晶體管，Amplifier Transistor代表放大晶體管，Select Switch代表選擇晶體管。

工作原理簡單來說就是，在一個新的工作周期中複位晶體管將浮置擴散區電容複位，然後選擇晶體管導通將經過放大晶體管增強的電壓複位值讀出，此爲像素電路底噪的複位讀出。

複位讀出完成後，傳輸晶體管導通將光電二極管積累的信號電荷轉移至浮置擴散區電容，然後重複上面一段的過程從而完成信號讀出，而信號讀出與複位讀出的差值便是有效信號值。

但CIS廠家們非常任性，很多時候各家就同一個技術名詞也能整出不同的技術路線來，例如近年來備受贊譽的國産之光豪威，就整出了另外兩種DCG HDR技術。

最早的嘗試是選在了2020年，當時OV48C業界首發了雙原生ISO Fusion技術：通過兩套模擬增益通路同時讀出轉換增益值，並施以不同倍率的模擬增益，最後再合成一張HDR圖片。

後面三星跟進了這一技術，並將其命名爲智能ISO Pro技術。但豪威並沒有停止前進的腳步，接著其又將DCG技術融合進去，從而在2023年初推出了OV50H。

這個技術在遇到大光比場景時，像素電路就會接上DCG電容從而提高阱容，然後雙模擬增益通路同時讀取低增益電壓，但兩個通路的模擬增益是不一樣的。

其中一路以16倍模擬增益讀出，然後選擇暗部細節（即抛棄過曝部分），結合另一路以1倍模擬增益讀出之亮部細節（即抛棄過暗部分），便能合成一張高動態範圍的圖片。

如果遇到的是暗光場景，那麽DCG電容會被斷開，然後雙模擬增益通路同時讀取的將會是高增益信號，然後無需放大電壓直接全都保持1倍增益，這樣就不會放大前端噪聲了。

也就是說如此這般之後，DCG技術的高感優勢和雙原生ISO Fusion技術的低感優勢，可以完美結合在一起，從而帶來能適應更多複雜場景的高質量成像輸出。

有趣的是，豪威推出OV50H半個月後，三星攜HP2也發布了原理類似的 DSG（雙斜率增益）技術；但由于兩者子像素數量的巨大差異，所以HP2在像素四合一模式動態範圍更高。

畢竟豪威OV50H原生像素爲5000萬，這時僅能應用一個轉換增益值；而三星HP2則可以將高、低轉換增益，分別應用于所有2億子像素中，然後四合一爲5000萬像素。

被三星後來居上豪威自然不服氣，于是在2024年三月份便首發了基于LOFIC功能之移動端TheiaCel技術，從此豪威在5000萬像素傳感器上也能實現高、低轉換增益的同時應用了！

說來也是有趣，這豪威的OV50K和三星的HP2底都是一樣大的1/1.3英寸，HP2四合一後的像素量也同樣是5000萬像素，更巧的是兩者皆采用了全像素全向對焦設計，可謂殊途同歸了。

但這個TheiaCel技術卻是基于全新像素電路設計的産物，其電路細節如下圖所示，相較于普通的DCG電路其複雜指數可謂直線上升！所以其硬件成本非常高，僅頂級旗艦才會采用。

仔細觀察上圖可以發現，像素層中心電路與文章開頭的那個DCG電路設計非常像，明顯差異之處便是其擁有兩組結構非常複雜的讀出電路（S1與S2），同時圖右還有對應的時序圖。

時序圖太抽象看不懂沒關系，豪威論文中還給出了輔助理解示意圖，將兩種工作模式的抽象時序圖通過具象過程圖解表達了出來。

如下圖所示，LOFIC工作模式中先是讀出了S2電路的複位值，然後LOFIC電容接到了FD電容溢出的電荷，接著S1電路開始讀出FD電容增益值，最後S2電路讀出LOFIC電容增益值。

到了右邊的雙VR模式，則是將FD和LOFIC視爲一個大電容並整體複位，然後PD處光生電子開始湧入，接著便將這個“大電容”的增益值讀出，最後再將PD複位值減去便是信號值。

這個技術簡單總結就是，既能同時將FD電容和LOFIC電容的轉換增益單獨讀出（業界獨一檔），還能在整體讀出過程中消除PD殘留電荷的影響從而避免過曝。

也正是因爲豪威能做到大小電容單獨讀出轉換增益，所以其FD電容能夠盡量做小以提高轉換增益（業界DCG技術大小電容比值普遍爲3:1），從而輸出更高信噪比的暗光場景圖像。

從索尼最先推出的DCG技術出發，三星跟上節奏並推出了原理一致的智能ISO技術，後面索尼又推出了全新的雙原生ISO技術，然後豪威便推出了更進一步的雙原生ISO Fusion技術。

不過三星動作很快，其沿著豪威路線又開發出了原理一致的智能ISO Pro技術，反倒是索尼在單曝光HDR技術上躺平了——僅以一個最基礎的片上四合一DCG HDR應萬變。

于是後面豪威又推出了雙原生ISO Fusion Max技術，三星繼續跟進並推出了基于自身高像素優勢的雙斜率增益技術，最後豪威便推出了驚豔世人的基于LOFIC功能之TheiaCel技術！

暗光場景方案——業界DCG技術之FD電容普遍都是大電容的1/3容量，而TheiaCel技術卻能讓FD電容變得更小從而提高傳感器的高感能力，結合多重采樣功能還能實現進一步降噪。

大光比場景方案——之所以FD電容能變得更小（暗處細節更多），皆因爲LOFIC電容可以被單獨讀出從而得以將容量設計得更大（亮部細節更多），並以此實現單像素DCG HDR。

高光場景方案——將FD電容和LOFIC電容合爲一個整體的操作與普通DCG技術一致，但是雙VR模式這種帶PD複位和整體電容複位之操作卻是獨一檔的，療效就是消除過曝影響。

注：若看懂了前面的“拓展閱讀”，那麽後面TheiaCel技術的“雙VR工作模式”便可輕松看懂。