Камеры для сверхскоростной видеосъёмки

Компании Vision Research, Photron, IDT Vision, Redlake, Mikrotron, NAC и др. делают сверхскоростные видеокамеры на основе мегапиксельных супер скоростных КМОП-матриц. Все эти видео матрицы делаются по заказу (custom image sensor design) у производителей таких матриц и готовые чипы не продаются, а только видеокамеры. Практически у всех моделей сверхскоростных камер обязательно есть встроенная память, куда и записываются полученные от матрицы данные, а для связи с компьютером используются интерфейсы GigE, USB-2.0 или FireWire.

Однозначного лидера в сегменте сверхскоростых видеокамер выделить трудно. Ниже приведена краткая информация по основным игрокам и их продукции. Подробности можно посмотреть на сайтах этих компаний.

Vision Research - www.visionresearch.com

• Phantom V7.3 (800х600 на частоте 6688 к/с, пиксел 22х22 мкм)
• Phantom V9.1 (1632х1200 на частоте 1000 к/с, пиксел 11,5х11,5 мкм)
• Phantom V10 (2400х1800 на частоте 480 к/с, пиксел 11,5х11,5 мкм)
• Phantom V12.1 (1280х800 на частоте 6242 к/с, пиксел 20х20 мкм)
• Phantom v320 (1280х800 на частоте 3140 к/с, пиксел 20х20 мкм)
• Phantom v640 (2560х1600 на частоте 1400 к/с, пиксел 10х10 мкм)
• Phantom v710 (1280х800 на частоте 7530 к/с, пиксел 20х20 мкм)

Photron - www.photron.com

• Photron FASTCAM-X 1024 PCI (1024х1024 на частоте 1000 к/с, пиксел 17х17 мкм)
• Photron FASTCAM SA-3 (1024х1024 на частоте 2000 к/с, пиксел 17х17 мкм)
• Photron FASTCAM ultima APX-RS (1024х1024 на частоте 3000 к/с, 512х512 на частоте 25000 к/с, пиксел 17х17 мкм)
• Photron FASTCAM SA-2 (2048х2048 на частоте 1080 к/с, 1920х1080 на частоте 2000 к/с, 1024х1024 на частоте 3200 к/с, пиксел 10х10 мкм)
• Photron FASTCAM SA-4 (1024х1024 на частоте 3600 к/с, пиксел 20х20 мкм)
• Photron FASTCAM SA-1 (1024х1024 на частоте 5400 к/с, пиксел 20х20 мкм)
• Photron FASTCAM SA-5 (1024х1024 на частоте 7000 к/с, 64х16 на частоте 1000000 к/с, пиксел 20х20 мкм)

IDT Vision (Redlake) - www.idtvision.com

• N5 (2352 x 1728 на частоте 500 к/с, пиксел 7х7 мкм)
• N3 (1280 x 1024 на частоте 1000 к/с, пиксел 12х12 мкм)
• N4 (1024 x 1024 на частоте 3000 к/с, пиксел 14х14 мкм)
• Y4 (1024 x 1024 на частоте 4000 к/с, пиксел 14х14 мкм)

Mikrotron - www.mikrotron.de

• Mikrotron Cube4 (1280х1024 на частоте 1010 к/с, пиксел 12х12 мкм)
• Mikrotron Cube5 (512х512 на частоте 5000 к/с, пиксел 16х16 мкм)
• Mikrotron Cube7 (1696х1710 на частоте 523 к/с, пиксел 8х8 мкм)

NAC Image Technology - www.nacinc.com

• Memrecam fx-K5 (1280х1024 на частоте 1000 к/с, пиксел 12х12 мкм)
• Memrecam GX-3 (1024х1024 на частоте 2000 к/с)
• Memrecam GX-8 (1280х1024 на частоте 2900 к/с)
• HotShot 512 sc (512х512 на частоте 5000 к/с, пиксел 16х16 мкм)

Optronis

• CamRecord 1000 (1280х1024 на частоте 1000 к/с, пиксел 12х12 мкм)
• CamRecord 5000 (512х512 на частоте 5000 к/с, пиксел 16х16 мкм)

PCO Imaging

• pco.dimax (2016х2016 на частоте 1279 к/с, пиксел 11х11 мкм)

Преимущества сверхскоростных камер

• Высокие частота кадров и разрешение
• Возможность увеличения частоты кадров при уменьшении размера окна (у некоторых моделей до одного миллиона кадров в секунду, но в очень маленьком окне)
• Высокая чувствительность
• Разрядность сигнала достигает 12-14 бит
• Возможность установки крайне малого времени экспозиции
• Есть варианты исполнения для расширенного диапазона температур и противоударный корпус
• Существуют системы для многокамерной съёмки на высокой частоте

Недостатки сверхскоростных камер

Как ни странно, даже у таких видеокамер есть недостатки ("и на солнце есть пятна").

• Самый главный недостаток сверхскоростных камер - их сверхвысокая цена. За качество приходится платить, причём очень дорого.
• Многие модели из вышеперечисленных имеют экспортные ограничения, т.е. далеко не все желающие смогут их купить даже при наличии средств.
• Встроенная память даёт возможность использовать эти видеокамеры только для видео регистрации, поскольку полученные данные записываются в память камеры и с ними нельзя проводить вычисления до их пересылки в компьютер. При такой архитектуре камер нельзя проводить онлайн-вычисления и использовать их в системах технического зрения и автоматического регулирования. Практически все задачи, где в онлайне нужно не только получать данные, но и вести расчёты, не решаются видеокамерами такого типа.
• Стоимость встроенной памяти чрезвычайно высока, а возможность её увеличения хоть и существует, но крайне затруднительна.
• Вариант длительной видео съёмки исключён, так как размер собственной памяти у таких камер ограничен. Внешнего скоростного интерфейса нет, поэтому нет и возможности онлайн-записи на внешние носители, iRAM или RAID.
• Связь с компьютером обычно осуществляется по интерфейсу GigE. Этого достаточно для настройки камеры, но скорость передачи данных по GigE примерно в 10-50 раз меньше скорости получения данных видео матрицей. Т.е. скоростного интерфейса для онлайн связи камеры с компьютером нет.
• Нет подробных технических спецификаций по матрицам видеокамер.
• Весь софт обычно для Windows, а для Linux программного обеспечения нет.
• Программного обеспечения на русском языке у вышеупомянутых производителей видеокамер тоже нет.