Des chercheurs de l'Université de Rochester ont développé deux nouvelles technologies pour prolonger la durée de vie de nos appareils photo numériques. Le premier réduira la consommation électrique des puces d'un facteur 50 ou plus tandis que l'autre réduira d'un facteur cinq la puissance de calcul nécessaire pour compresser une image lorsqu'elle est capturée.
Cela arrive généralement au pire moment, lorsque vous souhaitez prendre la photo du siècle: la batterie de votre appareil photo numérique est à plat! Cette époque est peut-être révolue grâce aux chercheurs de l'Université de Rochester, qui ont développé deux nouvelles technologies pour prolonger la durée de vie de nos appareils photo numériques. Le premier réduira la consommation électrique des puces d'un facteur 50 ou plus tandis que l'autre réduira d'un facteur cinq la puissance de calcul nécessaire pour compresser une image lorsqu'elle est capturée. Ces puces doivent apparaître dans les caméras de sécurité sans fil avant d'être intégrées dans des produits grand public tels que votre téléphone avec appareil photo.
Ces nouvelles puces ont été développées par une équipe dirigée par Marc Bocko et Zeljko Ignjatovic de la Département de génie électrique et informatique à l'Université de Rochester.
Le premier nécessite moins de transistors que les puces actuelles pour la conversion analogique-numérique de chaque pixel capturé dans un capteur CMOS.
Les nouvelles conceptions utilisent seulement trois transistors par pixel, réservant près de la moitié de la surface des pixels à la collecte de lumière. Les premiers tests sur la puce montrent qu'à des fréquences vidéo de 30 images par seconde, elle utilise seulement 0,88 nanowatts par pixel, soit 50 fois moins que le précédent record de l'industrie. Il surpasse également les puces conventionnelles en termes de plage dynamique, qui correspond à la différence entre la lumière la plus faible et la plus brillante qu'il peut enregistrer. Les capteurs CMOS existants peuvent enregistrer une lumière 1 000 fois plus brillante que leur lumière détectable la plus faible, un plage dynamique de 1:1 000, alors que la technologie Rochester démontre déjà une plage dynamique de 1:100,000.
Ci-dessous, une photo de Mark Bocko et Zeljko Ignjatovic montrant leur capteur de pixels numérique (Crédit: Université de Rochester).
La deuxième technologie résout le problème de la puissance de calcul nécessaire pour compresser une image lorsqu'elle est capturée grâce à une astuce mathématique très élégante.
Ignjatovic et Bocko ont disposé les pixels de manière à ce qu'ils se situent au sommet des ondes cosinusoïdales, ce qui donne lieu à un réseau non uniformément distribué, au lieu d'un réseau uniformément espacé. En utilisant cette astuce, la quantité de calcul requise pour compresser l’image est presque quintuplée. Étant donné que chaque pixel est positionné exactement là où chaque onde cosinusoïdale a un pic où la valeur du cosinus est « un », la multiplication par un n'est pas nécessaire. Sans multiplication et seulement un petit ajout, le processeur consomme moins d'énergie.
Le communiqué ajoute que ces deux nouvelles technologies sont brevetées. Mais je n'ai trouvé que le premier brevet, "Architecture de convertisseur analogique-numérique sigma-delta basée sur la conception d'un modulateur employant un intégrateur miroir", qui porte le numéro américain. 6,707,409.
Les deux chercheurs ont également fondé Sciences des signaux, Inc. "développer et commercialiser des technologies liées aux capteurs et au traitement du signal créées dans leur laboratoire de recherche universitaire."
Pour plus d'informations sur les technologies décrites ci-dessus, veuillez lire ces pages sur le Architecture de convertisseur analogique-numérique Sigma-Delta en miroir , un Imageur CMOS avec compression intégrée et un Capteur d'image CMOS à pixels numériques.
Alors quel est l’avenir de ces technologies? Les chercheurs prévoient de construire de véritables prototypes et d'intégrer ces puces dans des caméras de sécurité sans fil avant de les intégrer dans des caméras et des téléphones portables grand public. Ne vous attendez donc pas à un appareil photo qui durera des années avant plusieurs années.
Sources: communiqué de presse de l'Université de Rochester, via EurekAlert!, 7 décembre 2005; et divers sites internet
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