HDR bez poruszonych motywów - Sony ma taki pomysł i… sensor

Dążenia by stworzyć technologie, które pozwalają na wykonywanie zdjęć o szerokim zakresie dynamicznym w przypadku dynamicznych scen, towarzyszą nam prawie od początków konsumenckiej fotografii cyfrowej. Być może część z was pamięta sensory Super CCD Fujifilm, w których stosowano piksele reagujące różnie na światło, tak by na jednym zdjęciu dobrze uchwycić ciemne i jasne motywy.

Ta technologia nie przyjęła się w ostatecznym rozrachunku, a rynek zdominował proces CMOS. Z czasem pojawiły się różne warianty sensorów, które pozwalają na rejestrowanie obrazów HDR, jednak nadal najpowszechniej stosowaną techniką uzyskiwania takich obrazów jest sekwencja ujęć.

W smartfonach, w których bardzo często, czasem nawet za często, korzysta się z trybu HDR, zauważalny jest problem z dynamicznymi scenami. Kontury motywów są przesunięte (rozdwojone) przez co zdjęcie traci na ostrości. Najlepszym rozwiązaniem byłoby wykonywanie składowych ujęć w tym samym czasie. Taki efekt chce osiągnąć Sony wykorzystując fakt, że dziś mamy w sensorach nadmiar pikseli (subpikseli) niosących informacje tworzące obraz.

Powyższa nazwa to określenie dla technologii, którą Sony wdrożyło w demonstracyjnym sensorze typu Cztery Trzecie. Rozdzielczość matrycy wynosi 10 Mpix, ale wydaje się, że kwestią czasu jest zwiększenie liczby pikseli tak by efektywna rozdzielczość zdjęcia miała powiedzmy 12 Mpix, co jest dziś rozsądną wartością. Podobnie jak przeniesienie technologii do innych formatów matrycy, stosowanych w branży mobile.

Struktura matrycy Sony zakłada zastosowanie po cztery piksele w miejscu jednego piksela dla danego koloru. Wygląda to tak jak na poniższym schemacie. Dwa z tych pikseli są naświetlane dłużej, dwa krócej, co pozwala na rejestrację sygnału od obiektów o szerokim zakresie jasności. W efekcie na zdjęciu nie wystąpi saturacja pikseli i uzyskamy wynik podobny jak przy składanej sekwencji zdjęć HDR.

Ruch oczywiście zawsze będzie miał pewien marginalny wpływ, gdy czas ekspozycji jest zbyt długi, ale to ma miejsce również przy zdjęciach tradycyjnych. Jego wpływ będzie jednak zminimalizowany.

Zaprezentowany sensor prawdopodobnie najpierw będzie wzięty pod uwagę w branży monitoringu, samochodowej, lecz miło byłoby zobaczyć coś takiego również w aparatach i smartfonach.

Takim symbolem oznaczony jest wspomniany sensor, który wykorzystuje technologię Quad Bayer Coding HDR. Należy on do serii produktów do nadzoru technicznego, które wykorzystują rozwiązanie Sony Starvis. Pozwala ono na uzyskanie wysokiej wydajności w przypadku pracy w bardzo słabym oświetleniu. Warto też wspomnieć o możliwości odczytu wideo 4K przy klatkarzu 120 kl/s.

Po lewej tradycyjny sensor, po prawej Sony IMX294 - zdjęcie metronomu

Powyżej opisany sensor to nie wszystko czym Sony pochwaliło się ostatnich dniach. Drugi z sensorów typu 1” o rozdzielczości 20 Mpix może być jeszcze ciekawszy, gdyż spekuluje się o jego zastosowaniu w kolejnej generacji kompaktów Sony RX.

Sensor IMX183CLK-J/CQJ-J dostępny jest w dwóch wariantach - monochromatycznym i kolorowym, a jego najciekawszą cechą jest funkcja globalnego resetowania zawartości piksela. Przypomina to migawkę globalną i ma szansę sprawdzić się przy eliminacji denerwującego efektu rolling-shutter.

Źródło: Sony Semiconductors