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Les fabricants d’appareils photo se sont lancé dans la course aux mégapixels depuis déjà un bon moment. Nous n’avons qu’à penser au Canon 5Ds qui est doté d’un capteur de 50 mégapixels pour s’en convaincre. Toutefois ces capteurs sont très exigeants pour la puce d’imagerie, laquelle doit souvent travailler très rapidement pour supprimer le bruit dans les images, mais surtout pour gérer le flux de données générées par ce capteur.

Les puces de ces nouveaux appareils font face également à un autre défi: comment stocker toutes ces données assez rapidement pour supporter la vidéo à un taux binaire très élevé ? Car rappelons-le, une vidéo pour qu’elle puisse offrir de bonnes images, le « Bit Rates » doit se situer environ à 100 Mbps. Par exemple, la plupart des vidéos que vous regardez sur le Web ont un débit d’environ 800 kbps (moins de 1 mbps). La vidéo sur DVD a un taux binaire entre 4 et 8 mbps. Et la vidéo Blu-Ray a un débit d’environ 25 mbps, soit environ 25 fois la qualité de la vidéo sur le Web.

Un autre exemple est le Panasonic GH4. Ce dernier peut enregistrer la vidéo à 200 Mbps, 100 Mbps et 50 Mbps. C’est ce qui rend cet appareil si populaire auprès de vidéastes. Nous pourrions décortiquer la façon dont le GH4 utilise ce flux de données, mais ce n’est pas le but de cet article.

Un nouveau type de capteurs

Des chercheurs se sont demandé comment obtenir un taux binaire par seconde plus élevé, afin que la vidéo venant des futurs appareils puisse offrir une qualité d’image élevée. Il s’avère que la réponse vient de chaque pixel et de sa capacité à stocker des données. L’idée vient de trois groupes différents qui ont présenté leurs recherches à l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) il y a quelques jours, dont deux développeurs de caméras haute vitesse et des techniciens de Canon.

Les « Global Shutter » sont généralement considérés comme la meilleure option pour la vidéo, car ils exposent tous les pixels d’un capteur à la fois, éliminant la distorsion des sujets en mouvement causée par opposition aux « Rolling Shutter », généralement associée à des capteurs CMOS. Les CCD, de par leur conception, utilisent toujours un obturateur global. Mais le problème c’est qu’ils surchauffent lorsqu’ils sont utilisés à des vitesses d’obturation rapides.

Un capteur CMOS peut également être doté d’un obturateur global si chaque pixel stocke ses données dans son propre ensemble de cellules de mémoire, au lieu de stocker toutes les données dans une banque de mémoire. Cela permet une vidéo haute résolution à des taux binaires très élevés, mais c’est aussi la raison pour laquelle ces appareils sont souvent limités à de courts clips vidéo, car ces petites cellules de mémoire individuelles n’ont pas la capacité de stocker suffisamment de données pour de longues vidéos.

Un million d’images par seconde

Kuroda et son équipe ont présenté une nouvelle version d’un capteur CMOS, laquelle permet de produire un million d’images par seconde, à une vitesse d’environ 480 microsecondes par pixels. Cela est très prometteur car Canon pourrait utiliser ce nouveau capteur dans l’un de ses futurs appareils. De plus l’entreprise nipponne à découvert qu’en vidant les données de chaque pixel plusieurs fois par seconde, la plage dynamique s’en trouvait améliorée.

Voici deux vidéos montrant la différence entre un capteur CMOS traditionnel (à gauche) et un capteur produit par l’équipe de chercheurs (à droite). Ces deux vidéos durent 4 secondes.

Comme vous pouvez le voir, la vidéo prise avec ce nouveau capteur ressemble à une image fixe, pourtant la durée est la même que celle de gauche.

Toutefois, comme toutes nouvelles technologie, il faut parfois attendre plusieurs années avant qu’elle soit utilisée. Si Canon dans les années à venir utilise ce nouveau type de capteur, la durée d’un clip vidéo 4K sera plus longue et offrira une qualité d’image inégalée, sans que la puce d’imagerie ou le capteur ne soient affectés par un taux binaire très élevé.

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Les fabricants d'appareils photo se sont lancé dans la course aux mégapixels depuis déjà un bon moment. Nous n'avons qu'à penser au Canon 5Ds qui est doté d'un capteur de 50 mégapixels pour s'en convaincre. Toutefois ces capteurs sont très exigeants pour la puce d'imagerie, laquelle doit souvent travailler...