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)
Phantom V9.1 (1632х1200 на частоте 1000 к/с)
Phantom V10 (2400х1800 на частоте 480 к/с)
Phantom V12.1 (1280х800 на частоте 6242 к/с)
Phantom v320 (1280х800 на частоте 3140 к/с)
Phantom v640 (2560х1600 на частоте 1400 к/с)
Phantom v710 (1280х800 на частоте 7530 к/с)
Phantom v1210 (1280х800 на частоте 12000 к/с)
Phantom v1610 (1280х800 на частоте 16000 к/с)

Photron - www.photron.com

Photron FASTCAM-X 1024 PCI (1024х1024 на частоте 1000 к/с)
Photron FASTCAM SA-3 (1024х1024 на частоте 2000 к/с)
Photron FASTCAM ultima APX-RS (1024х1024 на частоте 3000 к/с)
Photron FASTCAM SA-2 (2048х2048 на частоте 1080 к/с)
Photron FASTCAM SA-4 (1024х1024 на частоте 3600 к/с)
Photron FASTCAM SA-1.1 (1024х1024 на частоте 5400 к/с)
Photron FASTCAM SA-5 (1024х1000 на частоте 7500 к/с)
Photron FASTCAM SA-7 (1280х1024 на частоте 3500 к/с)
Photron FASTCAM SA-X (1024х1024 на частоте 12500 к/с)
Photron FASTCAM IS-1M (312х260, всего 100 кадров, частота до 1000000 к/с)

IDT Vision (Red Lake) - www.idtvision.com

NX7 (1920 x 1080 на частоте 5000 к/с)
Y7-S1 (1920 x 1080 на частоте 5000 к/с)
Y7-S2 (1920 x 1080 на частоте 7500 к/с)
Y7-S3 (1920 x 1080 на частоте 9000 к/с)

Mikrotron - www.mikrotron.de

Mikrotron Cube4 (1280х1024 на частоте 1010 к/с)
Mikrotron Cube5 (512х512 на частоте 5000 к/с)
Mikrotron Cube7 (1696х1710 на частоте 523 к/с)

NAC Image Technology - www.nacinc.com

Memrecam fx-K5 (1280х1024 на частоте 1000 к/с)
Memrecam GX-3 (1024х1024 на частоте 2000 к/с)
Memrecam GX-1 (1024х1024 на частоте 3000 к/с)
Memrecam GX-8 (1280х1024 на частоте 2900 к/с)
Memrecam HX-1 (2560×1920 на частоте 2000 к/с)
HotShot 512 sc (512х512 на частоте 4000 к/с)

Olympus

i-Speed 3 - 1280х1024 на частоте 2000 к/с

Optronis

Optronis CR1000x2 (CamRecord 1000) - 1280х1024 на частоте 1000 к/с
Optronis CR5000x2 (CamRecord 5000) - 512х512 на частоте 5000 к/с

PCO Imaging

pco.dimax (2016х2016 на частоте 1279 к/с)

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 8-10-12-14 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.
Матрицы с высокой разрядностью сигнала греются чрезвычайно сильно.
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 в видеокамеру памяти чрезвычайно высока, а возможность её увеличения хоть и существует, но крайне затруднительна.
Вариант длительной видео съёмки возможен, хотя размер собственной памяти у таких видеокамер ограничен, а при использовании внешней быстрой памяти цена системы значительно увеличивается.
Связь с компьютером обычно осуществляется по интерфейсу GigE. Этого достаточно для настройки камеры, но скорость передачи данных по GigE примерно в 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 иностранных производителей видеокамер тоже нет.