Компания Canon разработала датчик CMOS с «лучшим в отрасли» динамическим диапазоном (24 ступени). Датчик включает в себя инновационную функцию автоматической оптимизации экспозиции для каждой из 736 областей, которая повышает точность распознавания движущихся объектов и обеспечивает сверхвысокий динамический диапазон при меньшем энергопотреблении. Будет ли этот датчик реализован в камерах Cinema EOS?
Новый 1-дюймовый сенсор 4K Ultra HDR
Компания Canon незаметно разработала 1,0-дюймовый многослойный CMOS-датчик с задней подсветкой, который обеспечивает эффективное количество пикселей примерно 12,6 миллиона пикселей (4152 x 3024) и лучший в отрасли динамический диапазон 148 децибел (дБ), что составляет более 24 ступеней! Датчик использует новую технологию, которая делит изображение на 736 области и автоматически определяет наилучшие настройки экспозиции для каждой. Это избавляет от необходимости синтезировать изображения, что часто бывает необходимо при выполнении фотосъемки с расширенным динамическим диапазоном (HDR) в условиях со значительными перепадами яркости, тем самым уменьшая объем обрабатываемых данных и повышая точность распознавания движущихся объектов. Вкратце: датчик Ultra HDR, потребляющий меньше энергии и способный выдавать исключительно высокое значение динамического диапазона.
24,6 стопов ДР
Новый датчик реализует динамический диапазон 148 дБ — самый высокий уровень производительности в отрасли среди датчиков изображения для приложений мониторинга (динамический диапазон при 30 кадрах в секунду составляет 148 дБ. Динамический диапазон при приблизительно 60 кадрах в секунду составляет «всего» 142 дБ) , и он способен захватывать изображения при уровне освещенности от примерно 0,1 люкс до примерно 2 700 000 люкс. Децибелы, как и диафрагмы, представляют собой логарифмическую систему, поэтому 6,02 дБ равны удвоенному уровню сигнала. Следовательно, чтобы преобразовать динамический диапазон из f-ступеней в децибелы (дБ), умножьте динамический диапазон в f-ступенях на 6,02 (20 log10). Например, 17 ступеней ALEXA 35 соответствуют динамическому диапазону 102,34 дБ (17 × 6,02). А теперь для сравнения возьмите заявленные Canon 148 дБ, и вы получите довольно безумное значение динамического диапазона, что эквивалентно 24,6 ступеням (148/6,02)! Это больше, чем человеческий глаз.
Разделение датчика на 736 отдельных области
Вот как Canon описывает эту новую технологию: «Чтобы получить естественное изображение в условиях как с яркими, так и с темными областями, обычная съемка с расширенным динамическим диапазоном требует создания нескольких отдельных фотографий с разными условиями экспозиции, а затем их объединения в единый образ. Поскольку время экспозиции различается по продолжительности, эта обработка часто приводит к проблеме, называемой «артефактами движения», когда изображения движущихся объектов сливаются, но не перекрываются полностью, что приводит к размытию конечного изображения. Новый датчик Canon делит изображение на 736 отдельных области, для каждой из которых можно автоматически установить оптимальное время экспозиции в зависимости от уровня яркости.
Метод обработки
Часть, в которой движется объект, обнаруживается на основе расхождений между первым изображением (на один кадр раньше) и вторым изображением (на два кадра раньше) для создания карты движения. На первом изображении (на один кадр раньше) распознается яркость объекта для каждой области и создается карта яркости. После этого, когда разница в уровнях яркости между соседними областями не чрезмерная (уменьшено несоответствие экспозиции соседних областей), условия экспозиции корректируются на основе информации из карты движения и уточняются окончательные условия экспозиции. Окончательные условия экспозиции применяются к изображениям для соответствующих кадров.
Итог
Новый сенсор Canon с многоуровневой функциональностью HDR можно назвать прорывом на рынке датчиков изображения. Разделение матрицы на сотни областей для оптимизации экспозиции с целью значительного увеличения высоты и улучшения динамического диапазона кажется инновационным подходом. Кроме того, в качестве бонуса вы получаете мощный датчик с пониженным энергопотреблением, поскольку нет необходимости синтезировать уровни экспозиции. Canon говорит, что этот датчик был разработан для промышленного использования. Однако эта технология может быть реализована и в ее камерах EOS. Представьте себе Cinema EOS с 24 стопами динамического диапазона!
