Qu'est-ce qu'une caméra à haute fréquence d'images ? Pourquoi est-elle importante et comment choisir ?

La croissance continue de la vision embarquée a augmenté le besoin de caméras à haute fréquence d'images. Bien que les cadences d'images courantes de 30 à 60 IPS soient suffisantes pour la plupart des applications de vision embarquée, il n'est pas exclu que certaines applications nécessitent des fréquences élevées dépassant 400 IPS.

Pour capturer clairement des objets en mouvement rapide, il est nécessaire d'utiliser des caméras à haute fréquence d'images. Dans cet article, nous examinerons les caractéristiques et les bases des caméras à haute fréquence d'images.

Qu'est-ce exactement qu'une caméra à haute fréquence d'images ?

Les caméras à haute fréquence d'images utilisent des capteurs plus avancés et sont capables de capturer des images ou des vidéos d'objets en mouvement rapide à des centaines, voire des milliers d'images en un court laps de temps, par rapport aux caméras normales. En même temps, il faut trouver un équilibre entre la résolution de l'image et la fréquence d'images. Une résolution plus élevée offre des images plus détaillées mais peut réduire la fréquence d'images ; au contraire, une fréquence d'images élevée capture des mouvements plus fluides mais peut sacrifier certains détails de l'image.

Alors, qu'est-ce qu'un haut taux d'images par seconde pour une caméra ? Il n'existe pas de définition standard pour cela. Différentes applications ont des définitions différentes du haut taux d'images. En vision embarquée, si vous utilisez des résolutions 4K et supérieures, même 30 IPS peut être défini comme un haut taux d'images. De manière similaire, en Full HD, 60 à 120 IPS peuvent être définis comme un haut taux d'images.

Comment fonctionne une caméra à haut taux d'images ?

Au cœur du fonctionnement d'une caméra à haut taux d'images se trouve sa capacité à capturer des images à une vitesse beaucoup plus rapide qu'une caméra normale tournant à environ 30 IPS. Cette capacité est importante dans les scènes où il faut capturer des objets en mouvement rapide. Le flux de travail général est le suivant :

• capture d'image : les caméras à haut taux d'images utilisent des capteurs d'imagerie avancés avec des vitesses de lecture extrêmement rapides pour capturer de grandes quantités de données d'image en un court laps de temps.
• Traitement d'image : Les données d'image capturées sont traitées rapidement et avec une faible latence grâce à des algorithmes sophistiqués de traitement d'image.
• Microprocesseur : Des microprocesseurs puissants soutiennent ces caméras pour fonctionner à des taux d'images élevés tout en traitant de grandes quantités de données d'image.
• Réduction de la résolution : Pour atteindre des taux d'images élevés, ces caméras réduisent souvent la résolution de l'image tout en augmentant le taux d'images, équilibrant ainsi la relation entre la qualité de l'image et le taux d'images.

Pourquoi les caméras à haut débit d'images sont-elles si importantes ?

Les personnes expérimentées savent qu'utiliser une caméra à faible débit d'images pour capturer des objets se déplaçant à haute vitesse peut rendre l'image floue ou déformée. Il est donc extrêmement important d'utiliser caméras à haut débit d'images pour capturer des objets en mouvement rapide dans les applications de vision embarquée où la précision de l'image est critique. Cela réduit l'écart entre l'image et la réalité. Par exemple, pour les applications basées sur l'inspection, une caméra à haut débit d'images peut immédiatement détecter les désalignements, défauts et autres problèmes d'un objet, puis y répondre rapidement pour les résoudre, en maintenant une qualité constante dans la production.

Plus le taux d'images par seconde est élevé, plus il y a d'images capturées par seconde, donc moins il y a de risque de flou. Le bon temps d'exposition est l'un des facteurs pour atteindre un haut taux d'images ; plus l'exposition est longue, plus l'image peut être floue.

Que dois-je garder à l'esprit en choisissant une caméra avec un haut taux d'images ?

Lorsque nous choisissons une caméra avec un haut taux d'images, nous devons prendre en compte divers aspects tels que la résolution, le taux d'images, la sensibilité et la plage dynamique, ainsi que la connectivité.

Résolution : influence les détails de l'image. Une haute résolution peut se faire au détriment du taux d'images. Vous devez équilibrer la résolution et le taux d'images selon vos besoins pour assurer les détails et la vitesse de capture en même temps.

Taux d'images par seconde : détermine le nombre d'images capturées par seconde. Il faut choisir le bon taux d'images en fonction de la vitesse à laquelle l'objet se déplace et du niveau de détail requis.

Sensibilité et Plage Dynamique : La sensibilité et la plage dynamique sont des mesures de la capacité de l'appareil photo à capturer des images dans différentes conditions d'éclairage. Les caméras à haute sensibilité peuvent capturer des images plus claires dans des conditions de faible luminosité. Les caméras à haute plage dynamique sont mieux capables de gérer les scènes à fort contraste.

Connectivité : Les caméras à haut débit d'images produisent généralement de grandes quantités de données. Une connectivité efficace assure un transfert de données rapide et stable. Les protocoles de transfert de données courants incluent GigE Vision, USB3 Vision et MIPI.

Quels domaines nécessitent l'utilisation de caméras à haut débit d'images ?

Analyse sportive : Dans le domaine du sport, les caméras à haut débit d'images peuvent capturer chaque mouvement d'un athlète pour une analyse détaillée. Cela aide non seulement les athlètes à s'entraîner, mais permet également aux arbitres de prendre des décisions raisonnables concernant le comportement des athlètes.

Automatisation industrielle : Dans l'automatisation industrielle, des caméras à haut taux d'images sont utilisées pour le positionnement précis des objets, les mesures et la détection de défauts. En capturant des objets en mouvement rapide sur la chaîne de production, elles localisent et éliminent les produits non conformes afin de garantir la qualité et la productivité des produits.

Vision par ordinateur : Pour une vision par ordinateur nécessitant un retour d'information en temps réel, la précision de l'image est importante. Les caméras à haut taux d'images peuvent fournir des données d'image rapides et précises pour aider les robots à mieux performer et opérer avec exactitude.

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