Разработан видео-сенсор нового типа, способный обеспечить скорость съемки до 1 миллиона кадров в секунду - «Наука и технологии»

Французская компания Chronocam разработала и занимается сейчас практическим внедрением видео-сенсора абсолютно нового типа. Этот сенсор использует кардинально отличные от обычных принципы формирования изображения, что позволяет ему обеспечить быстродействие до одного миллиона кадров в секунду. Благодаря этому он идеально подходит для использования в области компьютерного видения, в автомобилях-роботах и в других устройствах, нуждающихся в функции визуального восприятия окружающей их среды.

Помимо указанного выше быстродействия новый видео-сенсор обладает динамическим диапазоном в 180 дБ, а количество расходуемой им энергии приблизительно в тысячу раз меньше расхода энергии обычных сенсоров, используемых в цифровых камерах. Более подробная техническая информация, касающаяся нового датчика, будет опубликована в рамках конференции, которая будет проходить с 30 мая по 1 июня 2016 года в Акихабаре, Япония.

Следует отметить, что опытные образцы новых датчиков уже были использованы некоторыми автомобилестроителями из Европы и США в рамках программы ADASes (advanced driver assistance systems). А первые результаты этой программы, как ожидается, станут доступны на потребительском рынке уже в 2019 году.

Обычные CMOS видео-сенсоры выполняют построчное сканирование всех пикселей изображения за определенный временной интервал, к примеру, за 1/30 часть секунды. Когда увеличивается разрешающая способность сенсора или требуется увеличение числа снимаемых в секунду кадров, пропорционально увеличивается и количество генерируемой сенсором информации. Это, в свою очередь, требует увеличения вычислительных мощностей, требующихся для обработки и передачи видеоинформации, что влечет за собой увеличение количества расходуемой энергии.

Новый датчик работает несколько по-иному. Когда изменения уровня освещенности фотодиода какого-либо пикселя превышают установленный порог, датчик формирует пакет данных, содержащий координаты пикселя и метку времени. На основе обработки потока таких пакетов синтезируется изображение, а объем передаваемой информации значительно снижается даже без использования традиционных методов сжатия изображений.

В настоящее время метки времени, генерируемые новым датчиком вместе с координатами пикселя, имеют разрешающую способность в 1 микросекунду, позволяя получить быстродействие датчика на уровне миллиона кадров в секунду. В отличие от обычных видео-сенсоров новый сенсор генерирует переменный поток данных, объем которого зависит от динамики снимаемого изображения и от условий съемки, но при любых условиях этот поток имеет в 1000 раз меньший объем, чем поток, генерируемый традиционными методами.

Сейчас в распоряжении компании Chronocam имеются лишь прототипы черно-белых датчиков нового типа. Однако, при помощи традиционного метода, цветных светофильтров на поверхности датчика, можно без особого труда сделать его цветным. А производство новых датчиков практически не отличается от производства обычных CMOS-датчиков и оно выполняется при помощи одних и тех же технологических процессов.