O que é câmera de alta taxa de quadros? Por que importante e como escolher?

O crescimento contínuo da visão incorporada aumentou a necessidade de câmeras de alta taxa de quadros. Embora as taxas de quadros de câmera comuns de 30 a 60 FPS sejam suficientes para a maioria das aplicações de visão incorporada, não está excluído que as aplicações individuais exijam altas taxas de quadros superiores a 400 FPS.

Para capturar claramente objetos em movimento rápido, precisamos usar câmeras de alta taxa de quadros. Neste artigo, veremos os recursos e os fundamentos das câmeras de alta taxa de quadros.

O que exatamente é uma câmera de alta taxa de quadros?

As câmeras de alta taxa de quadros utilizam sensores mais avançados e são capazes de capturar imagens ou vídeos de objetos em movimento rápido em centenas ou até milhares de quadros em um curto período de tempo em comparação com as câmeras normais. Ao mesmo tempo, precisamos encontrar um equilíbrio entre a resolução da imagem e a taxa de quadros. Uma resolução mais alta fornece imagens mais detalhadas, mas pode reduzir a taxa de quadros; pelo contrário, a alta taxa de quadros captura movimentos mais suaves, mas pode sacrificar alguns detalhes da imagem.

Então, o que é uma alta taxa de quadros para uma câmera? Não existe uma definição padrão para isso. Diferentes aplicativos têm diferentes definições de alta taxa de quadros. Na visão incorporada, se você usar 4K e resoluções superiores, até 30FPS pode ser definido como uma alta taxa de quadros. Da mesma forma, em Full HD, 60 a 120 FPS podem ser definidos como uma alta taxa de quadros.

Como funciona uma câmera de alta taxa de quadros?

No centro de como uma câmera de alta taxa de quadros funciona está sua capacidade de capturar imagens a uma taxa muito mais rápida do que os 30 FPS de uma câmera normal ou mais. Essa habilidade é importante em cenas em que objetos em movimento rápido precisam ser capturados. O fluxo de trabalho geral é o seguinte:

• Captura de imagem:As câmeras de alta taxa de quadros usam sensores de imagem avançados com velocidades de leitura extremamente rápidas para capturar grandes quantidades de dados de imagem em um curto período de tempo.
• Processamento de imagem:Os dados de imagem capturados são processados rapidamente e com latência reduzida por meio de algoritmos sofisticados de processamento de imagem.
• Microprocessador:Microprocessadores poderosos suportam essas câmeras para operar em altas taxas de quadros enquanto processam grandes quantidades de dados de imagem.
• Resolução reduzida:Para obter altas taxas de quadros, essas câmeras geralmente reduzem a resolução da imagem enquanto aumentam a taxa de quadros, equilibrando assim a relação entre a qualidade da imagem e a taxa de quadros.

Por que as câmeras de alta taxa de quadros são tão importantes?

Pessoas experientes devem saber que usar uma câmera de baixa taxa de quadros para capturar objetos em movimento de alta velocidade pode fazer com que a imagem pareça borrada ou distorcida. Portanto, é extremamente importante usarCâmeras de alta taxa de quadrospara capturar objetos em movimento rápido em aplicações de visão incorporada, onde a precisão da imagem é crítica. Isso reduz a discrepância entre a imagem e a realidade. Por exemplo, para aplicações baseadas em inspeção, uma câmera de alta taxa de quadros pode reconhecer imediatamente desalinhamentos, defeitos e outros problemas com um objeto e, em seguida, responder rapidamente para resolvê-los, mantendo uma qualidade consistente na produção.

Quanto maior a taxa de quadros, mais imagens são capturadas por segundo, portanto, há menos potencial de desfoque. O tempo de exposição certo é um dos fatores para alcançar uma alta taxa de quadros; Quanto mais longa a exposição, mais borrada a imagem pode ser.

O que preciso ter em mente ao escolher uma câmera de alta taxa de quadros?

Quando escolhemos uma câmera de alta taxa de quadros, precisamos considerar vários aspectos, como resolução, taxa de quadros, sensibilidade e faixa dinâmica e conectividade.

Resolução:afeta os detalhes da imagem. A alta resolução pode prejudicar a taxa de quadros. Você precisa equilibrar a resolução e a taxa de quadros de acordo com suas necessidades para garantir detalhes e velocidade de captura ao mesmo tempo.

Taxa de quadros:Determina o número de imagens capturadas por segundo. Você precisa escolher a taxa de quadros correta com base na velocidade com que o objeto está se movendo e no nível de detalhe necessário.

Sensibilidade e faixa dinâmica:Sensibilidade e faixa dinâmica são medidas da capacidade da câmera de capturar imagens sob diferentes condições de iluminação. As câmeras de alta sensibilidade são capazes de capturar imagens mais nítidas em condições de pouca luz. As câmeras de alta faixa dinâmica são mais capazes de lidar com cenas de alto contraste

Conectividade:Câmeras de alta taxa de quadros normalmente produzem grandes quantidades de dados. A conectividade eficiente garante uma transferência de dados rápida e estável. Os protocolos comuns de transferência de dados incluem GigE Vision, USB3 Vision e MIPI.

Quais áreas exigem o uso de câmeras de alta taxa de quadros?

Análise esportiva: No campo esportivo, câmeras de alta taxa de quadros podem capturar todos os movimentos de um atleta para análise detalhada. Isso não apenas ajuda os atletas a treinar, mas também ajuda os árbitros a tomar decisões razoáveis sobre o comportamento dos atletas.

Automação Industrial:Na automação industrial, câmeras de alta taxa de quadros são usadas para posicionamento preciso de objetos, medição e detecção de defeitos. Ao capturar objetos em movimento rápido na linha de produção, eles localizam e descartam produtos não conformes para garantir a qualidade e a produtividade do produto.

Visão de máquina:Para sistemas de visão que requerem feedback em tempo real, a precisão da imagem é importante. As câmeras de alta taxa de quadros podem fornecer dados de imagem rápidos e precisos para ajudar os robôs a ter um melhor desempenho e operar com precisão.

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