Τι είναι το κλείστρο GRR; Ποια είναι τα κοινά προβλήματα και λύσεις;

Σε εφαρμογές όπως η σάρωση αμφιβληστροειδούς, οι κάμερες ρολού χρησιμοποιούνται για τη λήψη εικόνων με χαμηλές καθυστερήσεις έκθεσης, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η προσέγγιση του ανθρώπινου ματιού. Σε αυτήν την περίπτωση, η κάμερα πρέπει να εκτεθεί σε ολόκληρο το μάτι ή τον αμφιβληστροειδή σε ένα μόνο κλείστρο για να αποφύγει τα τεχνουργήματα του κυλιόμενου κλείστρου. Λοιπόν, πώς μπορούμε να το επιτύχουμε αυτό, λαμβάνοντας υπόψη ότι οι κάμερες ρολού εκθέτουν κάθε καρέ γραμμή προς γραμμή;
 
Αυτό πρέπει να γνωρίζουμε σε αυτήν την ανάρτηση. Ορισμένες κάμερες ρολού είναι εξοπλισμένες με μια λειτουργία Global Reset Release (GRR) που λύνει αυτό το πρόβλημα όμορφα. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά παρακάτω.

Κοινοί τύποι κλείστρων

Προηγουμένως, εξετάσαμε δύο κοινούς τύπους κλείστρου κάμερας: καθολικό κλείστρο και ρολό. ΓιαΠερισσότερα για τη διαφορά, ανατρέξτε σε αυτό το άρθρο.
 
Τι είναι το καθολικό κλείστρο; Η παγκόσμια τεχνολογία κλείστρου επιτρέπει την ταυτόχρονη έκθεση όλων των pixel στον αισθητήρα μιας κάμερας και είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για τη λήψη αντικειμένων που κινούνται γρήγορα ή τη λήψη ενώ η κάμερα κινείται, καθώς μειώνει το θάμπωμα κίνησης και την παραμόρφωση της εικόνας. Ωστόσο, είναι συνήθως πιο δαπανηρό.
 
Τι είναι το ρολό; Η τεχνολογία ρολού, από την άλλη πλευρά, εκθέτει τα pixel ένα προς ένα, γεγονός που μπορεί επίσης να οδηγήσει σε αυτό που είναι γνωστό ως «φαινόμενο ρολού», το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε παραμόρφωση της εικόνας κατά τη λήψη αντικειμένων που κινούνται γρήγορα. Παρ 'όλα αυτά, οι κάμερες ρολού ευνοούνται σε πολλές εφαρμογές λόγω της οικονομικής αποδοτικότητας και των χαρακτηριστικών χαμηλού θορύβου.
 
Έτσι, προκειμένου να επιλυθούν τα προβλήματα που σχετίζονται με το καθολικό άνοιγμα και το ρολό, διατηρώντας παράλληλα τα πλεονεκτήματα και των δύο, δημιουργήθηκε το Global Reset Release Shutter (GRR).

 
Τι είναι η λειτουργία GRR;

Τι είναι η καθολική επαναφορά; Το Global Reset Release Shutter (GRR) είναι μια παραλλαγή του Global και του Rolling Shutters που συνδυάζει τα χαρακτηριστικά τόσο του Global όσο και του Rolling Shutters και έχει σχεδιαστεί για να μειώνει ή να εξαλείφει το φαινόμενο του ρολού διατηρώντας παράλληλα οικονομικά αποδοτικά και χαμηλά επίπεδα θορύβου. Το κλείστρο GRR μιμείται τη συμπεριφορά του καθολικού κλείστρου κατά τη φάση έκθεσης, όπου όλα τα pixel αρχίζουν να εκτίθενται ταυτόχρονα, αλλά μοιάζει με το Rolling Shutter κατά τη φάση ανάγνωσης, όπου τα δεδομένα pixel διαβάζονται γραμμή προς γραμμή.
 
Αυτός ο μοναδικός μηχανισμός λειτουργίας καθιστά το κλείστρο GRR ιδιαίτερα κατάλληλο για σενάρια εφαρμογών όπου πρέπει να συλληφθούν γρήγορα κινούμενα αντικείμενα, διατηρώντας παράλληλα το κόστος υπό έλεγχο. Παραδείγματα περιλαμβάνουν επιθεώρηση βιομηχανικής όρασης, πλοήγηση ρομπότ και εφαρμογές απεικόνισης υψηλής ταχύτητας. Το κλείστρο GRR παρέχει ευκρινέστερες εικόνες από τα παραδοσιακά ρολά, αποφεύγοντας παράλληλα την παραμόρφωση της εικόνας που προκαλείται από την έκθεση γραμμή προς γραμμή.

 
Πώς λειτουργεί η λειτουργία GRR;

Η ροή εργασίας της λειτουργίας Global Reset Release Shutter (GRR) περιλαμβάνει τρία κύρια στάδια: το στάδιο επαναφοράς, το στάδιο ενσωμάτωσης και το στάδιο ανάγνωσης.
 
Κατά τη διάρκεια της φάσης επαναφοράς, όλες οι σειρές εικονοστοιχείων σε λειτουργία GRR επαναφέρονται ταυτόχρονα, διασφαλίζοντας συνεπή έκθεση. Αυτό μειώνει το θάμπωμα κίνησης και την παραμόρφωση της εικόνας κατά τη λήψη αντικειμένων που κινούνται γρήγορα.

 
Στο στάδιο ενσωμάτωσης, όλες οι σειρές pixel αρχίζουν να εκτίθενται ταυτόχρονα, καταγράφοντας το φως στη σκηνή. Σε αυτό το στάδιο, η λειτουργία GRR είναι παρόμοια με το καθολικό κλείστρο, παρέχοντας στην κάμερα τη δυνατότητα να καταγράψει μια δυναμική σκηνή χωρίς να επηρεάζεται από το εφέ του κυλιόμενου κλείστρου. Η φάση ανάγνωσης, ωστόσο, επιστρέφει στα χαρακτηριστικά ενός κυλιόμενου κλείστρου, όπου σειρές εικονοστοιχείων διαβάζονται γραμμή προς γραμμή, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε ανομοιόμορφη φωτεινότητα, ειδικά μεταξύ του επάνω και του κάτω μέρους της εικόνας.
 
Για τον αποτελεσματικό έλεγχο της λειτουργίας GRR, μπορεί να παρέχεται συνεπής φωτισμός κατά τη φάση ολοκλήρωσης μέσω της χρήσης φλας ή εξωτερικής πηγής φωτός, διασφαλίζοντας έτσι ότι όλες οι σειρές pixel εκτίθενται για το ίδιο χρονικό διάστημα. Αυτός ο έλεγχος μπορεί να επιτευχθεί μέσω ακίδων GPIO ή επικοινωνιών I2C, ενεργοποιώντας την ακολουθία GRR και συγχρονίζοντας τον φωτισμό. Για παράδειγμα, οι κάμερες Basler παρέχουν την παράμετρο ReadoutTimeAbs για να βοηθήσουν τον χρήστη να προσδιορίσει τον χρόνο ανάγνωσης του αισθητήρα, ενώΜονάδα κάμερας Sinoseenπαρέχουν προσαρμοσμένη υποστήριξη λειτουργίας GRR.

 
Προβλήματα που ενδέχεται να προκύψουν χρησιμοποιώντας τη λειτουργία GRR και τις λύσεις τους

Παρόλο που η λειτουργία Global Reset Release Shutter (GRR) προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα όσον αφορά την ελαχιστοποίηση του φαινομένου του κυλιόμενου κλείστρου, υπάρχουν ορισμένα μειονεκτήματα, ειδικά όσον αφορά την ομοιομορφία φωτεινότητας εικόνας και τον έλεγχο έκθεσης. Για να ξεπεραστούν αυτά τα προβλήματα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ακόλουθες τεχνικές και στρατηγικές 

Χρήση εξωτερικού μηχανικού κλείστρου

Δεδομένου ότι οι σειρές εικονοστοιχείων σε λειτουργία GRR διαβάζονται με διαφορετικούς χρόνους έκθεσης, αυτό έχει ως αποτέλεσμα την άνιση φωτεινότητα της εικόνας, ειδικά μεταξύ του επάνω και του κάτω μέρους της εικόνας. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα εξωτερικό μηχανικό κλείστρο, το οποίο κλείνει στο τέλος της φάσης ολοκλήρωσης, αποτρέποντας την περαιτέρω έκθεση του αισθητήρα από το φως του περιβάλλοντος κατά την ανάγνωση των αρχικών σειρών. Αυτή η μέθοδος διασφαλίζει ότι ο αισθητήρας δεν εκτίθεται σε πρόσθετο φως κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάγνωσης, διατηρώντας έτσι μια σταθερή φωτεινότητα εικόνας.

 
Καταστολή φωτισμού περιβάλλοντος

Χρησιμοποιώντας το φλας κατά τη διάρκεια της έκθεσης και διασφαλίζοντας ότι απενεργοποιείται αμέσως μετά την ολοκλήρωση της έκθεσης, είναι δυνατό να μιμηθείτε την επίδραση ενός καθολικού κλείστρου και να μειώσετε την ανομοιόμορφη φωτεινότητα λόγω διαφορών στους χρόνους έκθεσης μεταξύ των σειρών. Αυτή η μέθοδος απαιτεί ακριβή έλεγχο της ενεργοποίησης και απενεργοποίησης του φλας για να ταιριάζει με το χρόνο έκθεσης της λειτουργίας GRR.
 
Επιπλέον, η συνέπεια έκθεσης μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω με τη χρήση τεχνολογίας συγχρονισμένου φλας υψηλής ταχύτητας. Αυτή η τεχνική επιτρέπει στους παλμούς φλας να συγχρονίζονται με το χρόνο έκθεσης της φωτογραφικής μηχανής, διασφαλίζοντας ότι όλες οι σειρές εικονοστοιχείων εκτίθενται για το ίδιο χρονικό διάστημα, μειώνοντας έτσι τις διαφορές φωτεινότητας στην εικόνα.

 
Προσαρμογή λογισμικού

Η ανομοιόμορφη φωτεινότητα λόγω της λειτουργίας GRR μπορεί επίσης να αντισταθμιστεί σε κάποιο βαθμό από την προσαρμογή του λογισμικού. Αναλύοντας τα δεδομένα εικόνας, οι διακυμάνσεις φωτεινότητας μπορούν να εντοπιστούν και να διορθωθούν για να βελτιωθεί η συνολική ποιότητα της εικόνας.

 
Πώς μπορώ να επιλέξω τον σωστό τύπο κλείστρου;

Πρώτον, εξετάστε τα χαρακτηριστικά κίνησης της εφαρμογής. Εάν η εφαρμογή σας περιλαμβάνει κινούμενα αντικείμενα ή κάμερες υψηλής ταχύτητας, ένα καθολικό κλείστρο μπορεί να είναι η καλύτερη επιλογή, επειδή εκθέτει όλα τα pixel ταυτόχρονα, αποφεύγοντας αποτελεσματικάΔιαφορετικό μεταξύ θαμπώματος κίνησης και παραμόρφωσης εικόνας. Εάν η εφαρμογή σας είναι ευαίσθητη στο κόστος και το θάμπωμα κίνησης δεν αποτελεί σημαντική ανησυχία, το ρολό μπορεί να είναι μια οικονομικά αποδοτική επιλογή.
 
Για εφαρμογές όπου το κόστος και η ποιότητα εικόνας πρέπει να εξισορροπηθούν, το κλείστρο GRR προσφέρει συμβιβασμό. Το κλείστρο GRR μιμείται τη συμπεριφορά ενός καθολικού κλείστρου κατά την έκθεση, μειώνοντας το φαινόμενο του ρολού διατηρώντας παράλληλα ορισμένα από τα πλεονεκτήματα ενός κυλιόμενου κλείστρου. Αυτό καθιστά το κλείστρο GRR κατάλληλο για επιθεώρηση βιομηχανικής όρασης, ρομποτική πλοήγηση και εφαρμογές απεικόνισης υψηλής ταχύτητας, ειδικά σε σενάρια όπου απαιτείται ακριβής έλεγχος του φωτισμού για την ελαχιστοποίηση των τεχνουργημάτων εικόνας.
 
Επιπλέον, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη και άλλοι παράγοντες του συστήματος, όπως ο ρυθμός καρέ, η ευαισθησία του αισθητήρα, οι συνθήκες φωτισμού και οι δυνατότητες μετεπεξεργασίας. Πάρτε μια ολοκληρωμένη απόφαση.
 
Εν κατακλείδι, ελπίζω ότι αυτό το άρθρο σας βοήθησε να κατανοήσετε το Global Reset Release Shutter. Εάν έχετε οποιαδήποτε ανάγκη για μια προσαρμοσμένη μονάδα κάμερας κλείστρου καθολικής απελευθέρωσης επαναφοράς, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας, η Sinoseen έχει πολυετή εμπειρία στον κλάδο και ένα ευρύ φάσμα προϊόντων, είμαστε σίγουροι ότι μπορούμεσας παρέχει την πιο κατάλληλη λύση μονάδας κάμερας.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε: Πώς επηρεάζει ο τύπος κλείστρου την ποιότητα της εικόνας;

A: Τα καθολικά ρολά παρέχουν εικόνες χωρίς παραμόρφωση, τα ρολά μπορούν να προκαλέσουν παραμόρφωση εικόνας και τα κλείστρα GRR ελαχιστοποιούν την παραμόρφωση ενώ παραμένουν οικονομικά αποδοτικά.
 
Ε: Πώς ένα κλείστρο GRR μειώνει το φαινόμενο του κυλιόμενου κλείστρου;

A: Το κλείστρο GRR μειώνει την παραμόρφωση της εικόνας λόγω έκθεσης γραμμή προς γραμμή, ελέγχοντας με ακρίβεια τον φωτισμό καθώς όλα τα pixel εκτίθενται ταυτόχρονα και η ανάγνωση γίνεται γραμμή προς γραμμή.