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行业新闻

全局快门摄像机和卷帘快门

发布日期:2022-09-16 14:56 浏览次数:
技术背景
多面检测和图像处置任务需求足够的由光学、摄像机和PC机组成的图像采集系统,每个部件的特征对任务的完成有着重要的影响。在相机方面,你可能首先想到的是分辨率,帧速率和PC数据传输接口。
但是,在选择相机时必需思索一个不太“明显”的要素:曝光,即快门特性。准绳上,全局快门和滚动快门是有区别的。
与全局快门相比,滚动快门读出不太复杂,因而更具本钱效益。此外,数量有限的晶体管将产生更少的热量和电子噪声。另一个优点是较低的像素间距,使得相关于有源传感器外表的分辨率更高。
 
快门
与模仿胶片相机中的机械快门一样,数码相机中的这些全电子快门控制曝光时间,并以此方式控制在传感器像素中转换成电子(电荷载流子)的光量。
不同的像素构造需求不同的曝光办法。快门定义了产生电荷载流子的时间(曝光时间)以及如何完成这一点。
只需摄像机处于供电状态,传感器像素就处于活动状态。光被不时地“捕获”,但是电荷载流子不是累积的,而是不时地被删除。开端曝光将中止删除并开端电荷载体累积。曝光完毕后读取像素。
在这一点上,传感器在两种曝光办法中的表现都是一样的——细节就是魔鬼。
全局快门摄像机
全局快门
全局快门能够与模仿胶片相机中的传统镜头快门停止比拟。就像人眼中的虹膜一样,它们相似于镜头光圈,可能是你想到快门时想到的。
快门在释放时会像闪电一样快速翻开,在曝光时间完毕时会立刻关闭。在翻开和关闭之间,要拍摄图像的胶片段一次完整曝光(全局曝光)。
带有数字全局快门的传感器也会这样做:每个像素中的电荷载波累积同时开端(全局)。这同样适用于曝光和读出的完毕。
同时,全局像素曝光会“冻结”场景,这就是为什么这种办法(短时曝光)合适于快速挪动对象上的图像采集。
 
卷帘快门
卷帘式曝光相似于模仿胶片相机。它有助于了解功用原理并将其转换为数字等效。在传统技术中,卷帘调理胶片曝光和阴影。
卷帘门看起来像是短少一段的金属圆盘,如下图所示。阀瓣装置在膜带前面的旋转轴上。
固然每个图像像素的曝光时间是相同的,但曝光不是全局的(同时是一切像素),而是连续的(逐行),这会招致快速挪动对象的含糊。总之,在相同的曝光时间下,在快门翻开(曝光开端)和关闭(完整阴影)之间总共会经过更多的时间。在此时间内持续的物体挪动将招致图像失真。
 
卷帘效应
由于物体逐行曝光而产生的图像含糊称为卷帘效应。下图显现逐行滚动快门曝光相关于全局快门的时间偏移。
含糊水平不只取决于曝光时间(思索到物体速度和可用光的数量),还取决于传感器的读出才能:最先进的传感器经过更高的读出速度而不是运用先前技术的传感器来减少滚动快门效应。
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