دوربین با نرخ فریم بالا چیست؟ چرا مهم است و چگونه باید انتخاب شود؟

رشد مستمر دیدگان فشرده نیاز به دوربین با نرخ چارچوب بالا را افزایش داده است. در حالی که نرخ چارچوب معمول دوربین‌ها بین 30 تا 60 FPS برای اکثر کاربردهای دیدگان فشرده کافی است، احتمالاً کاربردهای منفرد نیاز به نرخ چارچوب بالاتر از 400 FPS خواهند داشت.

برای جاسازی دقیق اشیاء در حال حرکت سریع، نیاز به استفاده از دوربین‌های با نرخ چارچوب بالا وجود دارد. در این مقاله، ما به بررسی ویژگی‌ها و مبانی دوربین‌های با نرخ چارچوب بالا خواهیم پرداخت.

در واقع دوربین با نرخ چارچوب بالا چیست؟

دوربین‌های با نرخ چارچوب بالا از حسگرهای پیشرفته‌تری استفاده می‌کنند و قادر به ضبط تصاویر یا ویدئوهای اشیاء در حال حرکت سریع به صورت صد یا حتی هزاران چارچوب در یک بازه زمانی کوتاه نسبت به دوربین‌های عادی هستند. همزمان، باید تعادلی بین قطعه‌بندی تصویر و نرخ چارچوب برقرار کرد. قطعه‌بندی بالا تصاویر جزئیات بیشتری ارائه می‌دهد اما ممکن است نرخ چارچوب را کاهش دهد؛ به طور مخالف، نرخ چارچوب بالا حرکات سلس‌تری را ضبط می‌کند اما ممکن است برخی از جزئیات تصویر را از دست بدهد.

پس نرخ فریم بالا برای یک دوربین چیست؟ تعریف استانداردی برای این موضوع وجود ندارد. برنامه‌های مختلف تعریف متفاوتی از نرخ فریم بالا دارند. در بینایی م embarke (بینایی مونتاژی)، اگر از قطعات 4K و با کیفیت بالاتر استفاده کنید، حتی 30FPS می‌تواند به عنوان نرخ فریم بالا تعریف شود. به طور مشابه، در Full HD، 60 تا 120 FPS می‌تواند به عنوان نرخ فریم بالا تعریف شود.

دوربین با نرخ فریم بالا چگونه کار می‌کند؟

در قلب نحوه کار یک دوربین با نرخ فریم بالا، توانایی آن در جاسازی تصاویر با سرعت بسیار بیشتر از یک دوربین معمولی با حدود 30 FPS قرار دارد. این توانایی در صحنه‌هایی که لازم است اجسام در حال حرکت سریع ضبط شوند، مهم است. جریان کلی کار به شرح زیر است:

• جلوگیری از تصویر: دوربین‌های با نرخ فریم بالا از حسگرهای تصویری پیشرفته با سرعت خواندن بسیار سریع استفاده می‌کنند تا مقدار زیادی از داده‌های تصویری را در بازه زمانی کوتاه ضبط کنند.
• پردازش تصویر: داده‌های تصویری ضبط شده با استفاده از الگوریتم‌های پردازش تصویر پیشرفته به صورت سریع و با تاخیر کم پردازش می‌شوند.
• میکروپروسسور: میکروپردازنده‌های قدرتمند این دوربین‌ها را برای عملکرد با نرخ فریم بالا در حالی که داده‌های تصویری بزرگ را پردازش می‌کنند، پشتیبانی می‌کنند.
• کاهش تفکیک‌پذیری: برای دستیابی به نرخ فریم بالا، این دوربین‌ها اغلب تفکیک‌پذیری تصویر را کاهش می‌دهند در حالی که نرخ فریم را افزایش می‌دهند، بنابراین تعادل بین کیفیت تصویر و نرخ فریم را حفظ می‌کنند.

چرا دوربین‌های با نرخ فریم بالا اهمیت دارند؟

افراد تجربه‌دار باید بدانند که استفاده از یک دوربین با نرخ فریم پایین برای ضبط اشیاء در حال حرکت سریع می‌تواند منجر به ایجاد تصاویر مدور یا تحریف شده شود. بنابراین، استفاده از دوربین‌های با نرخ فریم بالا برای ضبط اشیاء در حال حرکت سریع در برنامه‌های دید مbeded که دقت تصویر حیاتی است، بسیار مهم است. این موضوع اختلاف بین تصویر و واقعیت را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، در برنامه‌های مبتنی بر بررسی، یک دوربین با نرخ فریم بالا می‌تواند عدم هماهنگی، عیوب و مشکلات دیگر موجود در یک جسم را به طور فوری تشخیص دهد و سپس به سرعت واکنش نشان دهد تا کیفیت ثابتی در تولید حفظ شود.

هرچه نرخ چارچوب بیشتر باشد، تعداد تصاویری که در هر ثانیه ثبت می‌شود بیشتر است، بنابراین احتمال ایجاد مه وابستگی کمتر خواهد بود. زمان نوردهی مناسب یکی از عوامل دستیابی به نرخ چارچوب بالا است؛ چنانچه زمان نوردهی طولانی‌تر باشد، تصویر ممکن است مه وابسته‌تر باشد.

در انتخاب دوربین با نرخ چارچوب بالا چه چیزی باید در نظر بگیرم؟

هنگامی که ما یک دوربین با نرخ چارچوب بالا انتخاب می‌کنیم، باید جنبه‌های مختلفی را مانند قطعه‌بندی، نرخ چارچوب، حساسیت و دامنه پویایی، و اتصال در نظر گرفته شود.

رزولوشن: بر روی جزئیات تصویر تأثیر می‌گذارد. قطعه‌بندی بالا ممکن است به صورت معکوس بر نرخ چارچوب تأثیر بگذارد. باید بین قطعه‌بندی و نرخ چارچوب بر اساس نیازهای خود تعادل برقرار کنید تا همزمان جزئیات و سرعت ثبت را تضمین کنید.

نرخ فریم: تعداد تصاویر ثبت‌شده در هر ثانیه را مشخص می‌کند. باید بر اساس سرعت حرکت شیء و سطح جزئیات مورد نیاز، نرخ چارچوب مناسب را انتخاب کنید.

حساسیت و دامنه پویایی: حساسیت و دامنه دینامیکی معیارهایی هستند که توانایی دوربین در جاسازی تصاویر تحت شرایط نوری مختلف را اندازه‌گیری می‌کنند. دوربین‌های با حساسیت بالا قادرند تصاویر واضح‌تری را در شرایط نور کم جاسازی کنند. دوربین‌های با دامنه دینامیکی بالا به طور موثرتری قادرند صحنه‌های با تضاد بالا را مدیریت کنند.

اتصال: دوربین‌های با نرخ چارچوب بالا معمولاً مقدار زیادی از داده‌ها تولید می‌کنند. اتصال کارآمد اطمینان از انتقال داده‌های سریع و پایدار فراهم می‌کند. پروتکل‌های متداول انتقال داده شامل GigE Vision، USB3 Vision و MIPI است.

کدام مناطق نیاز به استفاده از دوربین‌های با نرخ چارچوب بالا دارند؟

تحلیل ورزشی: در زمینه ورزش، دوربین‌های با نرخ چارچوب بالا می‌توانند هر حرکت ورزشکار را برای تحلیل دقیق جاسازی کنند. این کار نه تنها به ورزشکاران کمک می‌کند تا تمرین کنند، بلکه به داوران نیز کمک می‌کند تا تصمیمات منطقی درباره رفتار ورزشکاران بگیرند.

اتوماسیون صنعتی: در اتوماسیون صنعتی، دوربین‌های با نرخ فریم بالا برای موقعیت‌یابی دقیق اشیاء، اندازه‌گیری و شناسایی عیوب استفاده می‌شوند. با تصویربرداری اشیاء سریع حرکت در خط تولید، آنها محصولات غیرمعیار را شناسایی و حذف می‌کنند تا کیفیت و بهره‌وری محصولات را تضمین کنند.

بینایی ماشین: برای دید ماشینی که نیاز به بازخورد زمان واقعی دارد، دقت تصویر اهمیت دارد. دوربین‌های با نرخ فریم بالا می‌توانند داده‌های تصویری سریع و دقیقی ارائه دهند تا ربات‌ها بهتر عمل کنند و با دقت کار کنند.

اگر هنوز در حال تلاش برای پیدا کردن ماژول دوربین مناسب با نرخ فریم بالا هستید، سعی کنید کمک از Sinoseen بخواهید که طی سالیان طولانی در صنعت ماژول دوربین فعال بوده و تجربه فراوان و مهندسین حرفه‌ای دارد و اطمینان وجود دارد که می‌تواند به شما راه‌حل‌های بهترین ماژول دوربین با نرخ فریم بالا را ارائه دهد.