Новая разработка MIT позволит аппаратно обрабатывать фотоснимки в режиме реального времени

Фотографии, сделанные смартфонами, хотя и стали весьма популярными с распространением мобильных аппаратов, по качеству изображения пока не дотягивают до снимков с цифровых камер. Позволить улучшить качество получаемых с них изображений призван микрочип, созданный в недрах лаборатории Microsystems Technology Массачусетского Технологического Института. Благодаря ему снимки смогут мгновенно конвертироваться в фотографии, внешне неотличимые от профессиональных.  Чип сможет решать задачи наподобие обеспечения более реалистичного освещения объектов на снимке без негативного влияния на окружающие объекты, причём занимать этот процесс будет лишь доли секунды. Эта технология, по словам её создателей, может быть интегрирована во все современные смартфоны, планшетные ПК и цифровые фотокамеры.

Современные системы компьютерной фотографии являются в основном программными, устанавливаемыми на камеры и смартфоны. Их минусом является довольно значительное энергопотребление, не слишком быстрое время запуска приложения, и высокие требования к уровню подготовки пользователей при работе с ними. Специалисты MIT поставили перед собой задачу создать одночиповое решение, которое позволит выполнять множество операций одновременно, потреблять намного меньше энергии, и осуществлять обработку изображений в режиме реального времени.

Одной из таких операций является работа нового чипа с технологией HDR. Она создана с целью расширить рамки диапазона яркости, ограниченные физическими возможностями современных цифровых фотокамер, и отображать их в более привычном для человеческого глаза виде. Процессор захватывает три отдельных изображения нижнего динамического диапазона, с нормальной экспозицией, малой экспозицией, где захватываются детали в самых освещённых местах снимка, и с большой экспозицией, где отображаются наиболее тёмные участки. Затем полученные изображения сливаются воедино для получения снимка с полным спектром яркости. У программных решений данная операция занимает несколько секунд, тогда как разработка MIT выполняет её за сотни миллисекунд для снимков с разрешением 10 Мп. При такой скорости процессор способен обрабатывать не только фотографии, но и видео в формате высокой чёткости, при этом потребляя энергии меньше современных центральных и графических процессоров.

Ещё одной задачей чипа является более реалистичное освещение затемнённых участков, по сравнению с современными методами вспышки. Её использование  негативно влияет на натуральное освещение окружения, поэтому новое аппаратное решение попытается исправить данный недостаток. Делается два снимка, один со вспышкой и другой без неё. Затем они соединяются на базовом уровне, который содержит только крупные детали снимка, и на более детализированном уровне. Затем полученные изображения соединяются окончательно, предоставляя натуральное освещение снимка без вспышки и детальное изображение, полученное при использовании вспышки.

Исследователи, при поддержке компании TSMC, уже создали работающий прототип на основе 40 нм технологического процесса, интегрировав его в камеру. Поддержку в финансировании проекта осуществляла также всем хорошо известная компания Foxconn, которая занимается контрактной сборкой смартфонов многих всемирно известных брендов.Hазработка уже была представлена в Сан-Франциско на международной конференции Solid-State Circuits, проходившей с 17 по 23 февраля.