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.
