Hva er GRR-lukker? Hva er de vanlige problemene og løsningene?

I applikasjoner som netthinneskanning brukes kameraer med rullende lukker til å ta bilder med lave eksponeringsforsinkelser for å maksimere tilnærmingen til det menneskelige øyet. I dette tilfellet må kameraet eksponere seg for hele øyet eller netthinnen i en enkelt lukker for å unngå rullende lukkerartefakter. Så, hvordan går vi frem for å oppnå dette, med tanke på at kameraer med rullende lukker eksponerer hvert bilde linje for linje?
 
Det er det vi trenger å vite i dette innlegget. Noen kameraer med rullende lukker er utstyrt med en Global Reset Release (GRR)-funksjon som løser dette problemet fint. La oss se nærmere nedenfor.

Vanlige lukkertyper

Tidligere har vi sett på to vanlige kameralukkertyper: global lukker og rullende lukker. ForMer om forskjellen, se denne artikkelen.
 
Hva er en global lukker? Global lukkerteknologi gjør at alle piksler på kameraets sensor kan eksponeres samtidig, og er spesielt effektiv for å fange objekter i rask bevegelse eller fotografere mens kameraet beveger seg, da det reduserer bevegelsesuskarphet og bildeforvrengning. Imidlertid er det vanligvis dyrere.
 
Hva er rullende lukker? Rullende lukkerteknologi, derimot, eksponerer piksler én etter én, noe som også kan føre til det som er kjent som "rullende lukkereffekt", som kan resultere i bildeforvrengning når du fanger objekter i rask bevegelse. Likevel foretrekkes kameraer med rullende lukker i mange applikasjoner på grunn av deres kostnadseffektivitet og lave støyegenskaper.
 
Så for å løse problemene knyttet til global åpen og rullende lukker, samtidig som fordelene med begge opprettholdes, ble Global Reset Release Shutter (GRR) opprettet.

 
Hva er GRR-modus?

Hva er en global tilbakestilling? Global Reset Release Shutter (GRR) er en variant av Global og Rolling Shutters som kombinerer funksjonene til både Global og Rolling Shutters og er designet for å redusere eller eliminere den rullende lukkereffekten samtidig som den opprettholder kostnadseffektive og lave støynivåer. GRR-lukkeren etterligner oppførselen til den globale lukkeren under eksponeringsfasen, der alle piksler begynner å eksponere samtidig, men ligner den rullende lukkeren under lesefasen, der pikseldataene leses ut linje for linje.
 
Denne unike betjeningsmekanismen gjør GRR-lukkeren spesielt egnet for applikasjonsscenarier der objekter i rask bevegelse må fanges opp samtidig som kostnadene holdes under kontroll. Eksempler inkluderer industriell visuell inspeksjon, robotnavigasjon og høyhastighets bildebehandlingsapplikasjoner. GRR-lukkeren gir skarpere bilder enn tradisjonelle rullende lukkere, samtidig som den unngår bildeforvrengning forårsaket av linje-for-linje-eksponering.

 
Hvordan fungerer GRR-modus?

Arbeidsflyten til GRR-modusen (Global Reset Release Shutter) involverer tre hovedtrinn: tilbakestillingstrinnet, integreringsstadiet og avlesningsstadiet.
 
Under tilbakestillingsfasen tilbakestilles alle rader med piksler i GRR-modus samtidig, noe som sikrer konsistent eksponering. Dette reduserer bevegelsesuskarphet og bildeforvrengning når du fotograferer objekter i rask bevegelse.

 
I integreringsfasen begynner alle pikselrader å bli eksponert samtidig, og fanger lyset i scenen. På dette stadiet ligner GRR-modusen på den globale lukkeren, og gir kameraet muligheten til å fange en dynamisk scene uten å bli påvirket av den rullende lukkereffekten. Avlesningsfasen går imidlertid tilbake til egenskapene til en rullende lukker, der rader med piksler leses linje for linje, noe som kan føre til ujevn lysstyrke, spesielt mellom toppen og bunnen av bildet.
 
For å effektivt kontrollere GRR-modusen, kan konsistent belysning gis i integrasjonsfasen ved bruk av en blits eller en ekstern lyskilde, og dermed sikre at alle pikselrader eksponeres i like lang tid. Denne kontrollen kan oppnås gjennom GPIO-pinner eller I2C-kommunikasjon, som utløser GRR-sekvensen og synkroniserer belysningen. For eksempel gir Basler-kameraer ReadoutTimeAbs-parameteren for å hjelpe brukeren med å bestemme sensoravlesningstiden, mensSinoseen kameramodulgi tilpasset støtte for GRR-modus.

 
Problemer som kan oppstå ved bruk av GRR-modus og deres løsninger

Selv om Global Reset Release Shutter (GRR)-modusen gir betydelige fordeler når det gjelder å minimere den rullende lukkereffekten, er det noen ulemper, spesielt når det gjelder bildelysstyrke og eksponeringskontroll. For å overvinne disse problemene kan følgende teknikker og strategier brukes 

Bruk av en ekstern mekanisk lukker

Siden radene med piksler i GRR-modus leses med forskjellige eksponeringstider, resulterer dette i ujevn lysstyrke på bildet, spesielt mellom toppen og bunnen av bildet. For å løse dette problemet kan en ekstern mekanisk lukker brukes, som lukkes på slutten av integrasjonsfasen, og forhindrer ytterligere eksponering av sensoren av omgivelseslys under avlesningen av de første radene. Denne metoden sikrer at sensoren ikke utsettes for ekstra lys under leseprosessen, og opprettholder dermed en jevn bildelysstyrke.

 
Undertrykkelse av omgivelseslys

Ved å bruke blitsen under eksponeringen og sørge for at den slås av umiddelbart etter at eksponeringen er fullført, er det mulig å etterligne effekten av en global lukker og redusere ujevn lysstyrke på grunn av forskjeller i eksponeringstider mellom radene. Denne metoden krever presis kontroll av blits på og av for å matche eksponeringstiden til GRR-modus.
 
I tillegg kan eksponeringskonsistensen forbedres ytterligere ved å bruke høyhastighets synkronisert blitsteknologi. Denne teknikken gjør at blitspulsene kan synkroniseres med kameraets eksponeringstid, og sikrer at alle rader med piksler eksponeres i like lang tid, og dermed reduserer lysstyrkeforskjeller i bildet.

 
Justering av programvare

Ujevn lysstyrke på grunn av GRR-modus kan også til en viss grad kompenseres for ved programvarejustering. Ved å analysere bildedataene kan lysstyrkevariasjoner identifiseres og korrigeres for å forbedre den generelle kvaliteten på bildet.

 
Hvordan går jeg frem for å velge riktig type lukker?

Vurder først bevegelsesegenskapene til applikasjonen. Hvis applikasjonen din involverer høyhastighets bevegelige objekter eller kameraer, kan en global lukker være det beste valget fordi den eksponerer alle piksler samtidig, og effektivt unngårforskjellig mellom bevegelsesuskarphet og bildeforvrengning. Hvis applikasjonen din er kostnadsfølsom og bevegelsesuskarphet ikke er et stort problem, kan rullende lukker være et kostnadseffektivt alternativ.
 
For applikasjoner der kostnad og bildekvalitet må balanseres, tilbyr GRR-lukkeren et kompromiss. GRR-lukkeren etterligner oppførselen til en global lukker under eksponering, og reduserer den rullende lukkereffekten samtidig som den opprettholder noen av fordelene med en rullende lukker. Dette gjør GRR-lukkeren egnet for industriell synsinspeksjon, robotnavigasjon og høyhastighets bildebehandlingsapplikasjoner, spesielt i scenarier der presis kontroll av belysning er nødvendig for å minimere bildeartefakter.
 
I tillegg bør andre faktorer i systemet som bildefrekvens, sensorfølsomhet, belysningsforhold og etterbehandlingsevner vurderes. Ta en omfattende beslutning.
 
Avslutningsvis håper jeg denne artikkelen har hjulpet deg med å forstå Global Reset Release Shutter. Hvis du har behov for en tilpasset global tilbakestilling av utløserkameramodul, ta gjerne kontakt med oss, Sinoseen har mange års erfaring i bransjen og et bredt spekter av produkter, vi er sikre på at vi kangi deg den mest passende kameramodulløsningen.

Ofte Stilte Spørsmål

Spørsmål: Hvordan påvirker lukkertypen bildekvaliteten?

A: Globale lukkere gir forvrengningsfrie bilder, rullende lukkere kan forårsake bildeforvrengning, og GRR-lukkere minimerer forvrengning samtidig som de forblir kostnadseffektive.
 
Spørsmål: Hvordan reduserer en GRR-lukker den rullende lukkereffekten?

A: GRR-lukkeren reduserer bildeforvrengning på grunn av linje-for-linje-eksponering ved å kontrollere belysningen nøyaktig ettersom alle piksler eksponeres samtidig og avlesning gjøres linje for linje.