Canon 'fa a pezzi' un sensore per un nuovo approccio all'HDR

Canon 'fa a pezzi' un sensore per un nuovo approccio all'HDR

di Roberto Colombo, pubblicata il

“L'ultima invenzione dei tecnici giapponesi è un sensore diviso in parti, ognuna delle quali è in grado di regolare in modo indipendente l'esposizione di ogni fotogramma. Si tratta di un approccio all'HDR diverso dal solito, che raggiunge 148 dB di gamma dinamica”

La ricerca e sviluppo di Canon è sempre al lavoro su sensori innovativi, che spesso poi trovano anche una strada verso i prodotti commerciali.

Canon: il sensore CMOS diviso a pezzi per l'HDR

L'ultima invenzione dei tecnici giapponesi è un sensore diviso in parti, ognuna delle quali è in grado di regolare in modo indipendente l'esposizione di ogni fotogramma. Si tratta di un approccio all'HDR diverso dal solito, con il processo più utilizzato che generalmente fonde in uno diversi scatti a differenti livelli di esposizione per ottenere dettagli nelle ombre e alte luci non bruciate. La fusione di più scatti è una soluzione che si applica bene a diversi scenari, ma può portare a problemi in caso di soggetti in movimento rapido.

Canon CMOS 1-inch Type-1 sensor HDR 736 parts

Sgombriamo subito il campo da fraintendimenti: il sensore sviluppato da Canon è dedicato al momento al mondo della videosorveglianza e del monitoraggio industriale. Questo sensore CMOS di tipo stacked in formato da 1 pollice offre 12,6 megapixel di risoluzione e può regolare l'esposizione all'interno del singolo fotogramma su 736 zone, offrendo così la possibilità di alzare l'amplificazione dove la luce è scarsa e mantenerla bassa dove invece essa abbonda.

Con questa strategia i tecnici Canon sono riusciti a ottenere una gamma dinamica da record, dichiarata in 148 dB. Per avere un'idea, il sensore può mantenere in gamma immagini con zone da 0,1 lux e 2,7 milioni di lux. Quando lavora a 30 fps il sensore la massima gamma dinamica, mentre salendo a 60 fps il compromesso è quello di accontentarsi di soli 142 dB.

Canon CMOS 1-inch Type-1 sensor HDR 736 parts

L'utilizzo primario di questo sensore, come dicevamo, è la videosorveglianza, in particolare in quelle zone, come le uscite dai parcheggi sotterranei, dove può capitare che la parte anteriore del veicolo sia già all'aperto in piena luce, mentre l'abitacolo si trova ancora all'ombra della struttura. In questo caso una telecamera normale deve decidere se visualizzare la targa del veicolo, annegando tutto il resto nel nero, oppure esporre sull'interno del veicolo, bruciando la leggibilità della targa. La serie di immagini qui sopra, coi relativi istogrammi, rende bene l'idea della situazione.

La divisione del sensore in relativamente poche zone, 736, non lo rende al momento utile in campo fotografico, in quanto in alcuni casi è evidente la comparsa di rettangoli adiacenti a diversi livelli di esposizione (sebbene il processore provi a mitigarli al massimo), ma certamente ai fini delle videosorveglianza questi problemi estetici sono del tutto ininfluenti.

Si tratta di una tecnologia molto interessante che apre strade che vanno al di là della doppia esposizione a livello di pixel già presente sui alcuni prodotti della casa nipponica e che potrebbe portare rapidamente anche i sensori per videocamere, cineprese e fotocamere a vertiginosi aumenti della gamma dinamica.


Commenti (10)

Gli autori dei commenti, e non la redazione, sono responsabili dei contenuti da loro inseriti - Info
Per contattare l'autore del pezzo, così da avere una risposta rapida, si prega di utilizzare l'email personale (vedere in alto sotto il titolo). Non è detto che una domanda diretta inserita nei commenti venga verificata in tempi rapidi. In alternativa contattare la redazione a questo indirizzo email.
Commento # 1 di: Gringo [ITF] pubblicato il 24 Gennaio 2023, 18:13
Perfetto per i TELELASER ...... :3
Commento # 2 di: marchigiano pubblicato il 24 Gennaio 2023, 23:28
chi mi fa la conversione in stop? a me viene poco più di 8 ma penso di sbagliare qualcosa...
Commento # 3 di: sbaffo pubblicato il 25 Gennaio 2023, 00:14
sbaglio o già 20 anni fa Fujifilm aveva avuto un'idea simile e forse anche più raffinata con i super CCD SR/HR ?
https://it.wikipedia.org/wiki/Super_CCD
Commento # 4 di: the_joe pubblicato il 25 Gennaio 2023, 08:04
Originariamente inviato da: marchigiano
chi mi fa la conversione in stop? a me viene poco più di 8 ma penso di sbagliare qualcosa...


Se funziona come sempre, ogni f.stop è un dimezzamento della luce così come ogni 3db, per cui 148/3=48,33f.stop
Commento # 5 di: the_joe pubblicato il 25 Gennaio 2023, 08:09
Originariamente inviato da: sbaffo
sbaglio o già 20 anni fa Fujifilm aveva avuto un'idea simile e forse anche più raffinata con i super CCD SR/HR ?
https://it.wikipedia.org/wiki/Super_CCD


Non c'entra niente, fuji aveva costruito un ottimo sensore dove ogni fotosito aveva 1 pixel grande per catturare luce dove ne era poca e 1 pixel piccolo per catturare le alte luci senza saturare, ma l'esposizione restava la stessa per tutto il fotogramma e per ogni pixel, qua si parla di esposizioni diverse all'interno dello stesso fotogramma utilizzando un sistema a zone.
Purtroppo ritornando a fuji, lo sviluppo non è continuato, magari oggi avremmo sensori ben più prestanti, ma come spesso accade le buone idee vengono accantonate per mancanza di fondi o di mercato, un po' come accade anche con foveon.
Commento # 6 di: F1r3st0rm pubblicato il 25 Gennaio 2023, 08:22
uno stop equivale a circa 6 dB per la luminosità quindi 24 stop o giù lì una roba enorme...in pratica fai un HDR spinto con un solo scatto
Commento # 7 di: Qarboz pubblicato il 25 Gennaio 2023, 13:53
Originariamente inviato da: the_joe
Purtroppo ritornando a fuji, lo sviluppo non è continuato, magari oggi avremmo sensori ben più prestanti, ma come spesso accade le buone idee vengono accantonate per mancanza di fondi o di mercato, un po' come accade anche con foveon.

Anni fa stavo per acquistare una compatta Fuji con sensore superccd, ma poi mi sono rifiutato perché usava delle schede di memoria proprietarie (non ricordo il nome) e affatto economiche...
Riguardo Foveon, a quanto ho letto qualche tempo fa (se lo ritrovo posto il link) stanno avendo enormi problemi per il sensore full frame ma, se non ricordo male, gli studi continuano
Commento # 8 di: the_joe pubblicato il 25 Gennaio 2023, 13:56
Originariamente inviato da: Qarboz
Anni fa stavo per acquistare una compatta Fuji con sensore superccd, ma poi mi sono rifiutato perché usava delle schede di memoria proprietarie (non ricordo il nome) e affatto economiche...
Riguardo Foveon, a quanto ho letto qualche tempo fa (se lo ritrovo posto il link) stanno avendo enormi problemi per il sensore full frame ma, se non ricordo male, gli studi continuano


Si, ma se ci studia soltanto Sigma la vedo dura, Sony, Canon hanno ben altre capacità
Commento # 9 di: sbaffo pubblicato il 25 Gennaio 2023, 14:36
Originariamente inviato da: the_joe
Non c'entra niente, fuji aveva costruito un ottimo sensore dove ogni fotosito aveva 1 pixel grande per catturare luce dove ne era poca e 1 pixel piccolo per catturare le alte luci senza saturare, ma l'esposizione restava la stessa per tutto il fotogramma e per ogni pixel, qua si parla di esposizioni diverse all'interno dello stesso fotogramma utilizzando un sistema a zone.
Purtroppo ritornando a fuji, lo sviluppo non è continuato, magari oggi avremmo sensori ben più prestanti, ma come spesso accade le buone idee vengono accantonate per mancanza di fondi o di mercato, un po' come accade anche con foveon.

Si, tecnicamente sono diversi, ma il risultato che vogliono ottenere è lo stesso, un hdr a singolo scatto invece che multipli. Infatti la sigla SR stava per Super dinamic Range, in pratica un antenato dell'hdr. Il sensore fuji divideva ogni pixel in due zone, mentre Canon divide tutto il sensore i 736 zone, ok è diverso ma l'idea di base mi sembra abbastanza simile.
Poi perchè sia morto lo sviluppo del fuji non ne ho idea.
Commento # 10 di: the_joe pubblicato il 25 Gennaio 2023, 15:47
Originariamente inviato da: sbaffo
Si, tecnicamente sono diversi, ma il risultato che vogliono ottenere è lo stesso, un hdr a singolo scatto invece che multipli. Infatti la sigla SR stava per Super dinamic Range, in pratica un antenato dell'hdr. Il sensore fuji divideva ogni pixel in due zone, mentre Canon divide tutto il sensore i 736 zone, ok è diverso ma l'idea di base mi sembra abbastanza simile.
Poi perchè sia morto lo sviluppo del fuji non ne ho idea.


Lo sviluppo fuji molto probabilmente fu semplicemente sovrastato dall'aumento esponenziale della qualità dei sensori dei concorrenti e forse costava troppo per quello che offriva, peccato perchè era una bella idea, i fotositi ottagonali con doppio pixel erano un bel vantaggio per i tempi.
Oggi non sarebbe forse nemmeno tanto difficile implementare una doppia esposizione contemporanea visto che i sensori hanno pixel sdoppiati per fare la messa a fuoco.