PowerShot G1 X采用了接近数码单反相机APS-C尺寸的1.5"CMOS图像感应器。大尺寸CMOS的应用让新机型具备了“出色的降噪”、“锐利的解析力”、“美丽的背景虚化”三大优势，打破了佳能小型数码相机的常规，使之成为G系列历史中一座新的里程碑。
◆1.5"CMOS感应器，大尺寸大提升
PowerShot G1 X搭载的1.5"图像感应器尺寸约18.7×14毫米，是以EOS数码单反相机的APS-C规格CMOS图像感应器尺寸（22.3×14.9毫米）为基准，采用了适用于小型数码相机4:3的长宽比。对于数码相机来说，图像感应器是接收镜头射入的光线将其转变为电子信号的重要部件。一般来说，图像感应器的尺寸越大，接收的光就越多，也就越容易拍出美丽的图像。 PowerShot G1 X搭载的高感光度1.5"CMOS图像感应器有效像素约1430万。相同像素数时，图像感应器尺寸越大，单个像素的面积就越大。PowerShot G1 X的1.5"CMOS图像感应器的尺寸为佳能高端小型数码相机PowerShot G12搭载的1/1.7"图像感应器的约6.3倍，单个像素开口区域的面积为其约4.5倍。当图像感应器在一定的时间内接收定量的光信息时，1.5"图像感应器捕捉的光信号为1/1.7"图像感应器的约4.5倍，可以储存约4.5倍的电子信号。
◆CMOS感应器技术
PowerShot G1 X的CMOS采用了片上噪点消除技术，可以消除固定型噪点（即使在不同的时间拍摄图像，噪点也总是出现在相同的像素点上），同时结合在像素点内使用全电子化传输的技术，达到了共同抑制随机噪点（每次拍摄图像时，噪点都出现在不同的像素点上）的目的。同时，CMOS感应器采用处理大量数据速度更快的四通道读取，由于能瞬间处理大量高画质图像数据，使得“高画质高速连拍”成为可能。为了更有效地收集光信号，图像感应器上还采用了增加微透镜覆盖率的片上微透镜技术，提高了收集光信号的效率和存储光信号的量，因而实现了动态范围的扩展。此外，PowerShot G1 X重新变换了微透镜的位置，增加了通过微透镜的入射光信号，从而使画面边缘也能获得足够的光信号，可以有效抑制画面边缘产生暗角。得益于周边光量校正技术的配合，边缘区域的色彩阴影和亮度阴影都能得到有效校正。
在对高画质照片具有决定性因素的影像处理器方面，DIGIC 5实现了创新发展。尤其在降噪和白平衡准确性方面得到显著改善。DIGIC 5采用新的降噪处理算法，这使得图像画质和整体表现都更上一层楼。另外，由于采用了新的多区域白平衡功能，即使主被摄体和背景处在不同光源混合照明的情况下（如：闪光灯+其它光源），也能拍摄出具有合适色调的照片。
◆降噪处理
DIGIC 5处理涉及的数据量是DIGIC 4的约四倍，处理速度则达到了DIGIC 4的约六倍，能够更快速地去除噪点，同时还有效消除了低频噪点（色彩噪点）。新的降噪处理对于抑制低ISO感光度下的噪点同样非常有效。
◆多区域白平衡
DIGIC 5集成了高速处理大量信息以及进行智慧自动场景检测的能力，相机新增对两种复杂光源的白平衡（闪光灯混合其它光源；汞灯混合其它光源）检测并校正，会将图像分割成多个区域，从而检测出每个区域的光源，并将各区域都进行调整，还原真实色彩。
●闪光灯混合其它光源*
闪光灯闪光时，相机将分别调整主被摄体和背景的白平衡，以还原真实色彩。 * 应用于智慧自动模式
搭载DIGIC 5机型
未搭载DIGIC 5机型
拍摄汞灯照明的场景（例如夜景）时，所记录图像中的被摄体和背景可能具有偏绿色调，相机可在拍摄时自动校正出现的偏绿色调，再现原本的色彩。 * 应用于智慧自动模式，并在菜单中选择[汞灯校正]为开
◆全新研发的光学变焦镜头
PowerShot G1 X为了充分发挥大尺寸图像感应器和新数字影像处理器的性能，搭载了新的佳能镜头。PowerShot G1 X的前端镜片直径约37毫米，是高端小型数码相机PowerShot G12（φ约26毫米）的约1.4倍。PowerShot G1 X搭载的镜头广角端光圈为F2.8，具有4倍光学变焦，换算成35mm规格相当于约28-112mm的视角。广角端至远摄端覆盖了足够宽广的范围，是一款可应对多种被摄体、实用性强的相机。
◆实现媲美EF镜头表现的技术
PowerShot G1 X采用了新的大口径双面非球面UA镜片。UA是Ultra high refractive index Aspherical的简称，是指佳能开发的超高折射率玻璃铸模非球面镜片。UA镜片的折射率非常高，有助于实现镜头的小型化和高性能化。镜片结构包括2片双面非球面UA镜片和1片双面非球面镜片，共10组11片。PowerShot G1 X的镜头结构大致分为4个单元，3片非球面镜片分别配置于后方的3个单元，可以按镜片单元分别补偿像差，不只是广角端和远摄端，全变焦范围内都可以有效补偿像差。为了将PowerShot G1 X的11片镜片收入机身，采用了在不影响画质的前提下，裁切掉上下部分的I剪切和裁切掉单侧边缘部分的D剪切技术。另外，还搭载了智能IS光学影像稳定器，相机可根据不同拍摄场景自动从6种防抖模式中选择适合的一种。
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