Hvad er GRR-lukker? Hvad er de almindelige problemer og løsninger?

I applikationer som nethindescanning bruges kameraer med rullende lukkerer til at tage billeder med lave eksponeringsforsinkelser for at maksimere tilnærmelsen af det menneskelige øje. I dette tilfælde skal kameraet eksponere sig selv for hele øjet eller nethinden i en enkelt lukker for at undgå rullende lukkerartefakter. Så hvordan opnår vi dette, når man tænker på, at kameraer med rullende lukker eksponerer hvert billede linje for linje?
 
Det er det, vi har brug for at vide i dette indlæg. Nogle kameraer med rullende lukkerer er udstyret med en Global Reset Release (GRR)-funktion, der løser dette problem pænt. Lad os se nærmere nedenfor.

Almindelige lukkertyper

Tidligere har vi set på to almindelige kameralukkertyper: global lukker og rullende lukker. ForMere om forskellen, se denne artikel.
 
Hvad er en global lukker? Global lukkerteknologi gør det muligt at eksponere alle pixels på et kameras sensor på samme tid, og den er især effektiv til at fange objekter i hurtig bevægelse eller optage, mens kameraet bevæger sig, da det reducerer bevægelsessløring og billedforvrængning. Det er dog normalt dyrere.
 
Hvad er rulleskodder? Rullende lukkerteknologi udsætter på den anden side pixels én efter én, hvilket også kan føre til det, der er kendt som "rullende lukkereffekt", som kan resultere i billedforvrængning, når du optager objekter i hurtig bevægelse. Ikke desto mindre foretrækkes kameraer med rullende lukker i mange applikationer på grund af deres omkostningseffektivitet og lave støjegenskaber.
 
Så for at løse problemerne forbundet med global åben og rullende lukker, samtidig med at fordelene ved begge opretholdes, blev Global Reset Release Shutter (GRR) skabt.

 
Hvad er GRR-tilstand?

Hvad er en global nulstilling? Global Reset Release Shutter (GRR) er en variant af de globale og rullende skodder, der kombinerer funktionerne fra både de globale og rullende skodder og er designet til at reducere eller eliminere den rullende lukkereffekt, samtidig med at omkostningseffektive og lave støjniveauer opretholdes. GRR-lukkeren efterligner den globale lukkers opførsel under eksponeringsfasen, hvor alle pixels begynder at eksponere på samme tid, men ligner den rullende lukker under læsefasen, hvor pixeldataene læses ud linje for linje.
 
Denne unikke betjeningsmekanisme gør GRR-lukkeren særligt velegnet til applikationsscenarier, hvor objekter i hurtig bevægelse skal registreres, samtidig med at omkostningerne holdes under kontrol. Eksempler omfatter industriel visionsinspektion, robotnavigation og højhastighedsbilleddannelsesapplikationer. GRR-lukkeren giver skarpere billeder end traditionelle rullende lukkere, samtidig med at den undgår billedforvrængning forårsaget af linje-for-linje-eksponering.

 
Hvordan fungerer GRR-tilstand?

Arbejdsgangen i GRR-tilstanden (Global Reset Release Shutter) involverer tre hovedfaser: nulstillingsfasen, integrationsfasen og udlæsningsfasen.
 
Under nulstillingsfasen nulstilles alle rækker af pixels i GRR-tilstand på samme tid, hvilket sikrer ensartet eksponering. Dette reducerer bevægelsessløring og billedforvrængning, når du optager objekter i hurtig bevægelse.

 
I integrationsfasen begynder alle pixelrækker at blive eksponeret samtidigt, hvilket fanger lyset i scenen. I denne fase ligner GRR-tilstanden den globale lukker, hvilket giver kameraet mulighed for at fange en dynamisk scene uden at blive påvirket af den rullende lukkereffekt. Udlæsningsfasen vender dog tilbage til egenskaberne ved en rullende lukker, hvor rækker af pixels læses linje for linje, hvilket kan føre til ujævn lysstyrke, især mellem toppen og bunden af billedet.
 
For effektivt at styre GRR-tilstanden kan der tilvejebringes ensartet belysning i integrationsfasen ved hjælp af en blitz eller en ekstern lyskilde, hvilket sikrer, at alle pixelrækker eksponeres i samme tid. Denne kontrol kan opnås gennem GPIO-ben eller I2C-kommunikation, der udløser GRR-sekvensen og synkroniserer belysningen. For eksempel giver Basler-kameraer parameteren ReadoutTimeAbs for at hjælpe brugeren med at bestemme sensorudlæsningstiden, mensSinoseen kameramodulgive tilpasset GRR-tilstandsunderstøttelse.

 
Problemer, der kan opstå ved hjælp af GRR-tilstand og deres løsninger

Selvom GRR-tilstanden (Global Reset Release Shutter) giver betydelige fordele med hensyn til at minimere den rullende lukkereffekt, er der nogle ulemper, især med hensyn til billedets lysstyrke, ensartethed og eksponeringskontrol. For at overvinde disse problemer kan følgende teknikker og strategier anvendes 

Brug af en ekstern mekanisk lukker

Da rækkerne af pixels i GRR-tilstand læses med forskellige eksponeringstider, resulterer dette i ujævn lysstyrke i billedet, især mellem toppen og bunden af billedet. For at løse dette problem kan der bruges en ekstern mekanisk lukker, der lukker i slutningen af integrationsfasen, hvilket forhindrer yderligere eksponering af sensoren af omgivende lys under aflæsningen af de første rækker. Denne metode sikrer, at sensoren ikke udsættes for yderligere lys under læseprocessen, hvilket opretholder en ensartet billedlysstyrke.

 
Undertrykkelse af omgivende lys

Ved at bruge blitzen under eksponeringen og sikre, at den slukkes umiddelbart efter, at eksponeringen er afsluttet, er det muligt at efterligne effekten af en global lukker og reducere ujævn lysstyrke på grund af forskelle i eksponeringstider mellem rækker. Denne metode kræver præcis kontrol af flash til og fra for at matche eksponeringstiden for GRR-tilstanden.
 
Derudover kan eksponeringskonsistensen forbedres yderligere ved at bruge højhastighedssynkroniseret flashteknologi. Denne teknik gør det muligt at synkronisere blitzimpulserne med kameraets eksponeringstid, hvilket sikrer, at alle rækker af pixels eksponeres i samme tid, hvilket reducerer lysstyrkeforskelle i billedet.

 
Justering af software

Ujævn lysstyrke på grund af GRR-tilstand kan også til en vis grad kompenseres for ved hjælp af softwarejustering. Ved at analysere billeddataene kan lysstyrkevariationer identificeres og korrigeres for at forbedre den overordnede kvalitet af billedet.

 
Hvordan vælger jeg den rigtige type lukker?

Overvej først applikationens bevægelsesegenskaber. Hvis din applikation involverer objekter eller kameraer i bevægelse med høj hastighed, kan en global lukker være det bedste valg, fordi den eksponerer alle pixels samtidigt, hvilket effektivt undgårForskel mellem bevægelsessløring og billedforvrængning. Hvis din applikation er omkostningsfølsom, og bevægelsessløring ikke er et stort problem, kan rullende lukker være en omkostningseffektiv mulighed.
 
Til applikationer, hvor omkostninger og billedkvalitet skal afbalanceres, tilbyder GRR-lukkeren et kompromis. GRR-lukkeren efterligner opførslen af en global lukker under eksponering, hvilket reducerer den rullende lukkereffekt, samtidig med at nogle af fordelene ved en rullende lukker bevares. Dette gør GRR-lukkeren velegnet til industriel visionsinspektion, robotnavigation og højhastighedsbilleddannelsesapplikationer, især i scenarier, hvor præcis styring af belysning er påkrævet for at minimere billedartefakter.
 
Derudover bør andre faktorer i systemet såsom billedhastighed, sensorfølsomhed, belysningsforhold og efterbehandlingskapacitet overvejes. Træf en omfattende beslutning.
 
Afslutningsvis håber jeg, at denne artikel har hjulpet dig med at forstå Global Reset Release Shutter. Hvis du har behov for et skræddersyet globalt nulstilling udløser udløserkameramodul, er du velkommen til at kontakte os, Sinoseen har mange års erfaring i branchen og en bred vifte af produkter, vi er sikre på, at vi kangive dig den bedst egnede kameramodulløsning.

Ofte stillede spørgsmål

Q: Hvordan påvirker lukkertypen billedkvaliteten?

A: Globale lukkere giver forvrængningsfrie billeder, rullende lukkere kan forårsage billedforvrængning, og GRR-lukkere minimerer forvrængning, mens de forbliver omkostningseffektive.
 
Q: Hvordan reducerer en GRR-lukker den rullende lukkereffekt?

A: GRR-lukkeren reducerer billedforvrængning på grund af linje-for-linje-eksponering ved præcist at kontrollere belysningen, da alle pixels eksponeres på samme tid, og udlæsning sker linje for linje.