GRR 셔터란 무엇인가요? 일반적인 문제점과 해결 방법은 무엇인가요?

시각 스캐닝과 같은 응용 프로그램에서 롤링 셔터 카메라는 인간의 눈에 가까운 결과를 얻기 위해 낮은 노출 지연 시간으로 이미지를 캡처하기 위해 사용됩니다. 이 경우, 카메라는 롤링 셔터 아티팩트를 피하기 위해 단일 셔터로 전체 눈 또는 망막에 노출되어야 합니다. 그렇다면, 롤링 셔터 카메라가 각 프레임을 줄 별로 노출한다는 점을 고려할 때 이를 어떻게 달성할 수 있을까요?
 
이 게시물에서 알아볼 내용입니다. 일부 롤링 셔터 카메라는 이 문제를 효과적으로 해결하는 글로벌 리셋 릴리스(GRR) 기능을 갖추고 있습니다. 아래에서 자세히 살펴보겠습니다.

일반적인 셔터 유형

이전에 우리는 두 가지 일반적인 카메라 셔터 유형인 글로벌 셔터와 롤링 셔터에 대해 살펴보았습니다. 차이점에 대한 추가 정보는 이 문서를 참조하십시오.
 
글로벌 셔터란 무엇인가요? 글로벌 셔터 기술은 카메라 센서의 모든 픽셀이 동시에 노출되도록 하며, 특히 빠르게 움직이는 물체를 촬영하거나 카메라가 움직이는 동안 촬영할 때 모션 블러와 이미지 왜곡을 줄이는 데 매우 효과적입니다. 그러나 일반적으로 더 비용이 많이 듭니다.
 
롤링 셔터란 무엇인가요? 반면에 롤링 셔터 기술은 픽셀을 하나씩 노출시키며, 이는 빠르게 움직이는 물체를 촬영할 때 '롤링 셔터 효과'라고 불리는 이미지 왜곡을 초래할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 롤링 셔터 카메라는 비용 효율성과 낮은 노이즈 특성 때문에 많은 응용 분야에서 선호됩니다.
 
따라서 글로벌 셔터와 롤링 셔터와 관련된 문제를 해결하면서 두 가지의 장점을 유지하기 위해 글로벌 리셋 릴리스 셔터(GRR)가 개발되었습니다.

 
GRR 모드란 무엇인가요?

글로벌 리셋이란 무엇인가? 글로벌 리셋 릴리즈 셔터(GRR)는 글로벌 셔터와 롤링 셔터의 특징을 결합한 변형으로, 롤링 셔터 효과를 줄이거나 제거하면서도 비용 효율性和 저소음성을 유지하도록 설계되었습니다. GRR 셔터는 노출 단계에서는 모든 픽셀이 동시에 노출 시작하는 글로벌 셔터의 동작을 모방하지만, 데이터 읽기 단계에서는 픽셀 데이터를 한 줄씩 읽어내는 롤링 셔터와 유사합니다.
 
이 독특한 작동 메커니즘 덕분에 GRR 셔터는 비용을 통제하면서도 빠르게 움직이는 물체를 촬영해야 하는 응용 시나리오에 특히 적합합니다. 예시로 산업용 비전 검사, 로봇 내비게이션, 고속 영상 촬영 등이 있습니다. GRR 셔터는 전통적인 롤링 셔터보다 더 선명한 이미지를 제공하면서 줄별 노출로 인해 발생하는 이미지 왜곡을 피할 수 있습니다.

 
GRR 모드는 어떻게 작동하나요?

글로벌 리셋 릴리스 셔터(GRR) 모드의 워크플로는 리셋 단계, 통합 단계 및 리드아웃 단계라는 세 가지 주요 단계를 포함합니다.
 
리셋 단계 동안 GRR 모드의 모든 픽셀 행이 동시에 리셋되어 일관된 노출을 보장합니다. 이는 빠르게 움직이는 물체를 촬영할 때 모션 블러와 이미지 왜곡을 줄입니다.

 
통합 단계에서는 모든 픽셀 행이 동시에 노출을 시작하여 장면의 빛을 포착합니다. 이 단계에서 GRR 모드는 글로벌 셔터와 유사하여 카메라에 롤링 셔터 효과의 영향을 받지 않고 다이나믹한 장면을 캡처할 수 있는 능력을 제공합니다. 그러나 리드아웃 단계는 롤링 셔터의 특성으로 돌아가며, 픽셀 행이 줄별로 읽히기 때문에 특히 이미지 상단과 하단 사이에서 불균일한 밝기가 발생할 수 있습니다.
 
GRR 모드를 효과적으로 제어하기 위해, 플래시 또는 외부 조명을 사용하여 통합 단계 동안 일정한 조명을 제공할 수 있습니다. 이렇게 함으로써 모든 픽셀 행이 동일한 시간 동안 노출되도록 보장할 수 있습니다. 이 제어는 GPIO 핀이나 I2C 통신을 통해 수행될 수 있으며, GRR 시퀀스를 트리거하고 조명을 동기화합니다. 예를 들어, Basler 카메라는 사용자가 센서 읽기 시간을 결정하는 데 도움을 주는 ReadoutTimeAbs 매개변수를 제공합니다. 시노세인 카메라 모듈 사용자 정의 GRR 모드 지원을 제공합니다.

 
GRR 모드 사용 중 발생할 수 있는 문제 및 해결 방법

글로벌 리셋 릴리즈 셔터(GRR) 모드는 롤링 셔터 효과를 최소화하는 데 있어 중요한 장점들을 제공하지만, 이미지 밝기 균일성과 노출 제어 측면에서 몇 가지 단점도 존재합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다음 기술과 전략을 활용할 수 있습니다.  

외부 메카니컬 셔터 사용

GRR 모드에서 픽셀 행들이 다른 노출 시간에 읽히기 때문에 이는 특히 이미지 상단과 하단 사이에서 이미지의 밝기가 불균일하게 나타나게 됩니다. 이 문제를 해결하기 위해 외부 기계식 셔터를 사용할 수 있습니다. 이 셔터는 통합 단계가 끝난 후 닫혀 초기 행들을 읽는 동안 센서가 주변광에 의해 추가적으로 노출되는 것을 방지합니다. 이 방법은 읽는 과정 중 센서가 추가적인 빛에 노출되지 않도록 하여 일관된 이미지 밝기를 유지시킵니다.

 
주변광 억제

노출 중 플래시를 사용하고 노출이 완료된 직후 즉시 플래시를 끄면 전역 셔터의 효과를 모방하고各行 간의 노출 시간 차이로 인한 불균일한 밝기를 줄일 수 있습니다. 이 방법은 GRR 모드의 노출 시간에 맞춰 플래시를 정확히 제어해야 합니다.
 
또한 고속 동기화된 플래시 기술을 사용함으로써 노출 일관성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 이 기술은 플래시 발광이 카메라의 노출 시간과 동기화되도록 하여 모든 픽셀 행이 동일한 시간만큼 노출되게 하며, 이를 통해 이미지의 밝기 차이를 줄입니다.

 
소프트웨어 조정

GRR 모드로 인해 발생하는 불균일한 밝기는 소프트웨어 조정을 통해 어느 정도 보상할 수 있습니다. 이미지 데이터를 분석하여 밝기 변화를 식별하고 교정함으로써 이미지의 전체 품질을 개선할 수 있습니다.

 
적절한 셔터 유형을 선택하는 방법은 무엇인가요?

먼저 애플리케이션의 움직임 특성을 고려해야 합니다. 애플리케이션에서 고속으로 움직이는 물체나 카메라를 다룬다면, 모든 픽셀을 동시에 노출시키는 글로벌 셔터가 최고의 선택일 수 있습니다. 이는 효과적으로 모션 블러와 이미지 왜곡의 차이 . 만약 응용 프로그램이 비용에 민감하고 모션 블러가 큰 문제가 아니라면, 롤링 셔터는 비용 효율적인 옵션이 될 수 있습니다.
 
비용과 이미지 품질을 균형있게 맞춰야 하는 응용 프로그램에서는 GRR 셔터가 타협안을 제공합니다. GRR 셔터는 노출 동안 글로벌 셔터의 동작을 모방하여 롤링 셔터 효과를 줄이면서도 롤링 셔터의 일부 장점을 유지합니다. 이는 특히 정확한 조명 제어가 필요한 상황에서 이미지 아티팩트를 최소화하기 위해 산업용 비전 검사, 로봇 내비게이션 및 고속 영상 응용 프로그램에 적합합니다.
 
또한 시스템의 다른 요소들인 프레임 속도, 센서 감도, 조명 조건 및 후처리 능력도 고려되어야 합니다. 포괄적인 결정을 내리세요.
 
결론적으로, 이 글이 글로벌 리셋 릴리스 셔터에 대해 이해하는 데 도움이 되었기를 바랍니다. 맞춤형 글로벌 리셋 릴리스 셔터 카메라 모듈이 필요하시다면 언제든지 저희에게 연락해 주세요. 싸이노신은 업계에서 오랜 경험이 있으며 다양한 제품을 보유하고 있어 여러분에게 가장 적합한 카메라 모듈 솔루션을 제공할 수 있다고 확신합니다. 여러분에게 가장 적합한 카메라 모듈 솔루션을 제공할 수 있습니다 .

자주 묻는 질문

Q: 셔터 유형이 이미지 품질에 어떤 영향을 미치나요?

A: 글로벌 셔터는 왜곡 없는 이미지를 제공하며, 롤링 셔터는 이미지 왜곡을 일으킬 수 있고, GRR 셔터는 비용 효율성을 유지하면서 왜곡을 최소화합니다.
 
Q: GRR 셔터가 롤링 셔터 효과를 어떻게 줄이는 거예요?

A: GRR 셔터는 모든 픽셀이 동시에 노출되지만 라인별로 읽혀지는 방식으로, 정확한 조명 제어를 통해 라인별 노출로 인한 이미지 왜곡을 줄입니다.