ارائه سه راهکار تازه برای ذخیره سازی سریع تر ویدیوهای حجیم در دوربین های دیجیتال

واسه کمپانیای سازنده دوربینای دیجیتال حرفه ای، افزایش مگاپیکسل سنسورها و در نتیجه ابعاد و کیفیت تصاویر کار خیلی سختی نیس، اما افزایش مگاپیکسل به معنی افزایش قابل توجه فضای ذخیره لازم است. ضمن این که باید سرعت ثبت اطلاعات به حدی باشه که تاثیری ناخوشایند روی اندازه فریم ویدیوهای نذاره. تازگیا چند راه حل جور واجور واسه حل این مشکل ارائه شده.

راهکارهای مورد اشاره به وسیله سه گروه تحقیقاتی جداگونه و در بین همایش هرساله انستیتو مهندسی الکتریکال و الکترونیک (IEEE) مطرح شده. نام برند مشهور تولید دوربینای دیجیتال، یعنی کانن هم این وسط دیده می شه.

معمولا «شاتر گلوبال» به عنوان بهترین گزینه واسه ثبت ویدیوها با اندازه فریم بالا پیشنهاد می شه، چون که می تونه به طور همزمان تموم سطح سنسور رو در مقابل نور ورودی از سمت سوژه بذاره و مانع بروز هرگونه اعوجاج در تصویر خروجی شه.

دوربینای آماتور و حتی حرفه ای موجود در بازار معمولا از سنسورهای CMOS استفاده می کنن. این نوع سنسور بدون شاتر گلوباله، در حالی که در طراحی سنسورهای CCD از شاتر گلوبال استفاده شده، اما اونا هم در سرعتای بالای شاتر دچار آسیب تولید گرمای زیادتر از اندازه می شن.

تجهیز سنسورهای CMOS به شاتر گلوبال با یه رقابت اساسی رو به روست، چون که لازمه اون اختصاص سلولای ذخیره سازی منحصر به فرد به هر پیکسل خواهد، اما در نمونه های فعلی اطلاعات دریافتی از تموم سطح یه سنسور به صورت یه جا روی حافظه جانبی ذخیره سازی می گردن. همین مسئله باعث می شه که دوربینای فعلی تنها بتونن واسه چند دقیقه دائم به ضبط ویدیوهای با کیفیت بالا بپردازند.

اگه بشه فضای ذخیره سازی مجزایی رو به هر پیکسل از سنسور اختصاص داد، راه واسه ثبت ویدیوهای بسیار با کیفیت با اندازه فریم بالا و شاتای طولانی صاف می شه.

سنسور آزمایشی شرکت Kuroda به ابعاد ۹۶ در ۱۲۸ پیکسل، می تونه ویدیویی رو با اندازه فریم ۱ میلیون در ثانیه و به مدت ۴۸۰ میلی ثانیه به ثبت برسونه. این یعنی هر پیکسل سنسور نامبرده دارای ۴۸۰ سلول اختصاصی واسه ذخیره سازی داده.

یه گروه تحقیقاتی دیگه از کشور ژاپن روش متفاوتی رو واسه حل مشکل مورد اشاره برگزیده ان. اونا به جای این که فضای ذخیره سازی رو میان تموم پیکسلا پخش کنن، سلولای حافظه رو به شکل عمیق تری در ساختار دوربین جای دادن، طوری که حافظه مورد نظر دیگه جزوی از خود سنسور هستش. اونا از این روش تونسته ان سرعت ثبت اطلاعات رو به شکلی خیره کننده افزایش داده و از دست رفتن داده ها (current loss) رو هم به کمترین حد ممکن ممکن کم کنن.

راهکارهای فوق پیشرفته ای که بالاتر به اونا گفته شد، الان در دسترس کاربران معمولی و عکاسان حرفه ای قرار نداره. به همین منظور شرکت مطرح کانن راه حل اختصاصی خود رو واسه حل مشکل ارائه داده.

معمولا، با هر بار باز شدن شاتر، یه سری از اطلاعات به وسیله هر پیکسل تولید شده و در آخر واسه پردازش پایانی به پردازنده ارسال می شن. حال کانن روشی رو پیشنهاد کرده تا اطلاعات ذخیره شده در سلولای حافظه یه پیکسل، به جای یه بار ثبت و ارسال در هر باز و بسته شدن شاتر، ۴ بار پر و خالی شن. از این روش میشه در واحد زمان، دیتای به مراتب بیشتری رو تولید و ذخیره سازی کرد.

مهندسین شرکت ژاپنی باور دارن که با این روش می تونه اشباع رنگا و محدوده دینامکی اونو به شکل قابل توجه پیشرفت داد.

هرچند دست آوردهای گذشته بسیار امیدوار کننده به نظر می رسن، اما هنوز نمیشه در مورد زمان قطعی ورود تکنولوژیای نیاز به بازار مصرف اعلام نظر کرد، اما به طور قطع افزایش مدت مجاز واسه ثبت ویدیوهای ۴K در دوربینای DSLR، دست آوردی بزرگ واسه صنعت رسانه های دیجیتال میشه. ضمن این که در آخر محدوده دینامیکی بهبود یافته هم راه خود رو به بخش پیدا می کنه.