硬核干货：|专栏|超采样相机的画面质量

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如果你想要了解超采样，这是最硬核的干货了……（808 PureView 镇楼）

译者按：Hi 各位好，我是 Laze Sun ，在制作《你知道也没啥用的相机豆知识》的过程中，我无意中发现了这篇诺基亚于 2013 年发布的论文，虽然这篇论文的部分内容用现在的眼光看已经有些过时，但是对于我这种小白来说还是受益匪浅，所以决定将其翻译成中文供各位参考（部分文字有演绎）。

原文作者：
Juha Alakarhu, Samu Koskinen, Eero Tuulos, Nokia Corporation, Camera Technologies, juha.alakarhu@nokia.com,samu.koskinen@nokia.com, eero.tuulos@nokia.com,
摘要：本文关注超采样相机及其图像质量。开发了用于分析弱光性能的公式并将其与主观测试结果相比较。除此以外，关键发现还表明超过相机的奈奎斯特频率的大量空间信息可被超采样相机捕获。同时我们还表明弱光性能基本上由图像传感器的尺寸而不是像素尺寸决定。诺基亚 808 PureView 就是搭载了超采样相机的产品。

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1. 介绍
在成像中，使用超采样意味着需要使用比相机输出图像分辨率更高的图像传感器。许多智能手机的传感器大于其显示屏的分辨率，但是在超采样相机中，缩放到较小的分辨率是在相机内部完成的，并且能在更早的阶段完成，质量可能更高。
诺基亚 808 PureView 智能手机首次实现了使用极高分辨率的相机与不需要插值的变焦功能。最初使用超采样的动机是希望实现在智能手机有限的体积内实现高品质的变焦功能。比起光学变焦，这种方法提供了很多优势：在整个变焦范围内都能实现恒定最大光圈和微距；变焦时是无声的并且比机械移动更加平滑；结构更简单可靠；还让使用大型图像传感器来提供极佳的画质成为可能。除了变焦以外，超采样还能提供显著的画质优势。
我们经常以为小像素尺寸或高分辨率会牺牲画面质量，这样的论调通常错误地只考虑一个像素的性能而不是整个相机的性能。本文讨论超采样相机系统的画面质量。很多结果适用于任何当代相机，因为它们记录的图像文件通常都大于屏幕的分辨率[2]。
传感器技术的发展使得像素能越做越小，而超采样为发展中的像素技术提供了一种自然而然的利用方式。它同时还为用新方法去利用像素创造了一个有趣的机会：例如单帧 HDR （高动态范围），高速相位对焦或光谱检测。