Новые решения для хранения данных в камерах помогут обеспечивать высокоскоростную видеосъёмку с высоким разрешением

Новые решения для хранения данных в камерах помогут обеспечивать высокоскоростную видеосъёмку с высоким разрешением

Производителям видеокамер удалось добиться высокого разрешения порядка 50 мегапикселей в ряде современных высококачественных устройств, но с улучшением разрешения возникает одна проблема — как хранить все эти данные, чтобы иметь возможность эффективно поддерживать качественную съёмку с высокой частотой кадров? Оказывается, что решением может стать предоставление каждому пикселю собственного банка для хранения этих данных. Эту идею предложили три разных группы исследователей, которые представили свои разработки на конференции в начале этого месяца, где присутствовали разработчики высокоскоростных камер.

Кадровые фотозатворы считаются лучшим вариантом для видеосъёмок, потому что они полностью используют всю матрицу сразу, устраняя искажения быстро движущихся объектов, вызванных подвижным затвором, которые обычно ассоциируется с КМОП-матрицей. В кадровых фотозатворах обычно используются полупроводниковые светочувствительные матрицы  — но они также перегреваются при высокой скорости работы затвора.

Тем не менее, КМОП-матрицы также можно использовать в кадровых фотозатворах, если каждый пиксель будет хранить свои данные в собственном наборе ячеек памяти, вместо того, чтобы хранить всё изображение в одном банке памяти. Это позволяет получать видео высокого разрешения при высокой частоте кадров, но это также объясняет, почему возможности камер высокого разрешения часто ограничиваются только короткими клипами — отдельные маленькие ячейки памяти не имеют возможности хранить достаточное количество данных для больших видеоклипов.

Исследователи представили неполную версию КМОП-матрицы с расширенной ёмкостью памяти для каждого пикселя. Для испытаний была создана матрица 96 х 128 пикселей, но учёные смогли обеспечить  скорость один миллион кадров в секунду в течение большего времени, чем в других высокоскоростных камерах лабораторного уровня — около 480 микросекунд, благодаря тому, что каждый пиксель имеет 480 ячеек памяти.

Перед другой исследовательской группой стояла аналогичная цель, но они использовали иной подход. Вместо того, чтобы распределять все эти ячейки памяти по матрице, они встроили память глубже в камеру — обнаружив, что такая конструкция позволяет снизить потери. Это также позволяет увеличить продолжительность съёмки на тех же самых высокоскоростных лабораторных камерах.

Но для фотографов, которые не имеют доступа к используемых в технике и науке лабораторным камерам высокого класса, Canon собирается в будущем предложить потребительские камеры с новой конструкцией ячеек памяти. В ходе конференции представители Canon показали решение, которое позволяет каждому блоку памяти получать данные не один, а четыре раза в течение одной экспозиции. В компании Canon говорят, что при многократной очистке данных каждого пикселя, улучшаются насыщенность изображения и динамический диапазон.