Ce este obturatorul GRR? Care sunt problemele și soluțiile comune?

În aplicații precum scanarea retinei, camerele cu obturator rulant sunt utilizate pentru a captura imagini cu întârzieri reduse de expunere pentru a maximiza aproximarea ochiului uman. În acest caz, camera trebuie să se expună la întregul ochi sau retină într-un singur obturator pentru a evita artefactele obturatorului. Deci, cum facem acest lucru, având în vedere că camerele cu obturator expun fiecare cadru linie cu linie?
 
Asta trebuie să știm în această postare. Unele camere cu obturator rulant sunt echipate cu o funcție Global Reset Release (GRR) care rezolvă frumos această problemă. Să aruncăm o privire mai atentă mai jos.

Tipuri comune de obloane

Anterior, ne-am uitat la două tipuri comune de obturator al camerei: obturator global și obturator rulant. PentruMai multe despre diferență, vezi acest articol.
 
Ce este un obturator global? Tehnologia de obturare globală permite expunerea simultană a tuturor pixelilor de pe senzorul camerei și este deosebit de eficientă pentru capturarea obiectelor în mișcare rapidă sau fotografierea în timp ce camera este în mișcare, deoarece reduce neclaritatea mișcării și distorsiunea imaginii. Cu toate acestea, este de obicei mai costisitor.
 
Ce este rolling shutter? Tehnologia rolling shutter, pe de altă parte, expune pixelii unul câte unul, ceea ce poate duce, de asemenea, la ceea ce este cunoscut sub numele de "efect rolling shutter", care poate duce la distorsiunea imaginii atunci când capturați obiecte în mișcare rapidă. Cu toate acestea, camerele cu obturator rulant sunt favorizate în multe aplicații datorită rentabilității și caracteristicilor lor de zgomot redus.
 
Deci, pentru a rezolva problemele asociate cu obturatorul global deschis și rulant, menținând în același timp avantajele ambelor, a fost creat Global Reset Release Shutter (GRR).

 
Ce este modul GRR?

Ce este o resetare globală? Global Reset Release Shutter (GRR) este o variantă a Global și Rolling Shutters care combină caracteristicile Global și Rolling Shutters și este conceput pentru a reduce sau elimina efectul de rolling shutter, menținând în același timp un nivel rentabil și scăzut de zgomot. Obturatorul GRR imită comportamentul obturatorului global în timpul fazei de expunere, unde toți pixelii încep să se expună în același timp, dar seamănă cu obturatorul rulant în timpul fazei de citire, unde datele pixelilor sunt citite linie cu linie.
 
Acest mecanism unic de operare face ca obturatorul GRR să fie deosebit de potrivit pentru scenariile de aplicare în care trebuie capturate obiecte în mișcare rapidă, menținând costurile sub control. Exemplele includ inspecția vizuală industrială, navigația robotului și aplicațiile de imagistică de mare viteză. Obturatorul GRR oferă imagini mai clare decât obloanele tradiționale, evitând în același timp distorsiunea imaginii cauzată de expunerea linie cu linie.

 
Cum funcționează modul GRR?

Fluxul de lucru al modului Global Reset Release Shutter (GRR) implică trei etape principale: etapa de resetare, etapa de integrare și etapa de citire.
 
În timpul fazei de resetare, toate rândurile de pixeli în modul GRR sunt resetate în același timp, asigurând o expunere constantă. Acest lucru reduce neclaritatea mișcării și distorsiunea imaginii atunci când capturați obiecte în mișcare rapidă.

 
În etapa de integrare, toate rândurile de pixeli încep să fie expuse simultan, captând lumina din scenă. În această etapă, modul GRR este similar cu obturatorul global, oferind camerei capacitatea de a surprinde o scenă dinamică fără a fi afectată de efectul de obturator. Cu toate acestea, faza de citire revine la caracteristicile unui obturator rulant, în care rândurile de pixeli sunt citite linie cu linie, ceea ce poate duce la luminozitate neuniformă, în special între partea de sus și de jos a imaginii.
 
Pentru a controla eficient modul GRR, se poate asigura o iluminare constantă în timpul fazei de integrare prin utilizarea unui bliț sau a unei surse de lumină externe, asigurându-se astfel că toate rândurile de pixeli sunt expuse pentru aceeași perioadă de timp. Acest control poate fi realizat prin pini GPIO sau comunicații I2C, declanșând secvența GRR și sincronizând iluminarea. De exemplu, camerele Basler oferă parametrul ReadoutTimeAbs pentru a ajuta utilizatorul să determine timpul de citire a senzorului, în timp ceModul de cameră Sinoseenoferă suport personalizat pentru modul GRR.

 
Probleme care pot fi întâmpinate folosind modul GRR și soluțiile acestora

Deși modul Global Reset Release Shutter (GRR) oferă avantaje semnificative în ceea ce privește minimizarea efectului de obturator, există unele dezavantaje, în special în ceea ce privește uniformitatea luminozității imaginii și controlul expunerii. Pentru a depăși aceste probleme, pot fi utilizate următoarele tehnici și strategii 

Utilizarea unui obturator mecanic extern

Deoarece rândurile de pixeli în modul GRR sunt citite cu timpi de expunere diferiți, acest lucru are ca rezultat o luminozitate inegală a imaginii, în special între partea de sus și de jos a imaginii. Pentru a rezolva această problemă, se poate utiliza un obturator mecanic extern, care se închide la sfârșitul fazei de integrare, împiedicând expunerea ulterioară a senzorului de către lumina ambientală în timpul citirii rândurilor inițiale. Această metodă asigură că senzorul nu este expus la lumină suplimentară în timpul procesului de citire, menținând astfel o luminozitate constantă a imaginii.

 
Suprimarea luminii ambientale

Folosind blițul în timpul expunerii și asigurându-vă că acesta este oprit imediat după terminarea expunerii, este posibil să imitați efectul unui obturator global și să reduceți luminozitatea neuniformă din cauza diferențelor de timp de expunere între rânduri. Această metodă necesită un control precis al blițului pentru a se potrivi cu timpul de expunere al modului GRR.
 
În plus, consistența expunerii poate fi îmbunătățită și mai mult prin utilizarea tehnologiei blițului sincronizat de mare viteză. Această tehnică permite sincronizarea impulsurilor blițului cu timpul de expunere al camerei, asigurându-se că toate rândurile de pixeli sunt expuse pentru aceeași perioadă de timp, reducând astfel diferențele de luminozitate din imagine.

 
Ajustarea software-ului

Luminozitatea neuniformă datorată modului GRR poate fi, de asemenea, compensată într-o oarecare măsură prin ajustarea software-ului. Prin analizarea datelor imaginii, variațiile de luminozitate pot fi identificate și corectate pentru a îmbunătăți calitatea generală a imaginii.

 
Cum aleg tipul potrivit de obturator?

În primul rând, luați în considerare caracteristicile de mișcare ale aplicației. Dacă aplicația dumneavoastră implică obiecte sau camere în mișcare de mare viteză, un obturator global poate fi cea mai bună alegere, deoarece expune toți pixelii simultan, evitând în mod eficientDiferit între neclaritatea mișcării și distorsiunea imaginii. Dacă aplicația dumneavoastră este sensibilă la costuri și neclaritatea mișcării nu este o problemă majoră, rolling shutter poate fi o opțiune rentabilă.
 
Pentru aplicațiile în care costul și calitatea imaginii trebuie echilibrate, obturatorul GRR oferă un compromis. obturatorul GRR imită comportamentul unui obturator global în timpul expunerii, reducând efectul de obturator rulant, menținând în același timp unele dintre avantajele unui obturator rulant. Acest lucru face ca obturatorul GRR să fie potrivit pentru inspecția vizuală industrială, navigația robotizată și aplicațiile de imagistică de mare viteză, în special în scenariile în care este necesar un control precis al iluminării pentru a minimiza artefactele imaginii.
 
În plus, ar trebui luați în considerare și alți factori ai sistemului, cum ar fi rata de cadre, sensibilitatea senzorului, condițiile de iluminare și capacitățile de post-procesare. Luați o decizie cuprinzătoare.
 
În concluzie, sper că acest articol v-a ajutat să înțelegeți obturatorul de declanșare a resetării globale. Dacă aveți nevoie de un modul personalizat de cameră cu declanșare globală, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați, Sinoseen are mulți ani de experiență în industrie și o gamă largă de produse, suntem siguri că putemvă oferă cea mai potrivită soluție de modul de cameră.

Întrebări frecvente

Î: Cum afectează tipul de obturator calitatea imaginii?

R: Obturatoarele globale oferă imagini fără distorsiuni, obturatoarele pot provoca distorsiuni ale imaginii, iar obturatoarele GRR minimizează distorsiunile, rămânând în același timp rentabile.
 
Î: Cum reduce un obturator GRR efectul de rulare?

R: Obturatorul GRR reduce distorsiunea imaginii datorată expunerii linie cu linie prin controlul precis al iluminării, deoarece toți pixelii sunt expuși în același timp și citirea se face linie cu linie.