ชัตเตอร์ GRR คืออะไร? ปัญหาทั่วไปและแนวทางแก้ไขคืออะไร?

ในการใช้งาน เช่น การสแกนเรตินา กล้องโรลลิ่งชัตเตอร์จะใช้เพื่อจับภาพที่มีความล่าช้าในการเปิดรับแสงต่ํา เพื่อเพิ่มการประมาณของดวงตามนุษย์ให้สูงสุด ในกรณีนี้ กล้องจําเป็นต้องเปิดเผยตัวเองต่อดวงตาหรือเรตินาทั้งหมดในชัตเตอร์เดียวเพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งประดิษฐ์ของโรลลิ่งชัตเตอร์ แล้วเราจะทําสิ่งนี้ให้สําเร็จได้อย่างไร โดยพิจารณาว่ากล้องโรลลิ่งชัตเตอร์จะเปิดเผยแต่ละเฟรมทีละบรรทัด
 
นั่นคือสิ่งที่เราจําเป็นต้องรู้ในโพสต์นี้ กล้องโรลลิ่งชัตเตอร์บางรุ่นมีคุณสมบัติ Global Reset Release (GRR) ที่ช่วยแก้ปัญหานี้ได้ดี ลองมาดูด้านล่างอย่างละเอียดยิ่งขึ้น

ประเภทชัตเตอร์ทั่วไป

ก่อนหน้านี้เราได้ดูชัตเตอร์กล้องทั่วไปสองประเภท: ชัตเตอร์สากลและชัตเตอร์โรลลิ่ง เพื่อเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างดูบทความนี้
 
ชัตเตอร์ทั่วโลกคืออะไร? เทคโนโลยีชัตเตอร์ทั่วโลกช่วยให้พิกเซลทั้งหมดบนเซ็นเซอร์ของกล้องสามารถเปิดรับแสงได้ในเวลาเดียวกัน และมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับการจับภาพวัตถุที่เคลื่อนไหวเร็วหรือถ่ายภาพในขณะที่กล้องกําลังเคลื่อนที่ เนื่องจากช่วยลดความเบลอจากการเคลื่อนไหวและการบิดเบือนของภาพ อย่างไรก็ตาม มักจะมีราคาแพงกว่า
 
ชัตเตอร์ม้วนคืออะไร? ในทางกลับกัน เทคโนโลยีโรลลิ่งชัตเตอร์จะเปิดเผยพิกเซลทีละพิกเซล ซึ่งอาจนําไปสู่สิ่งที่เรียกว่า "เอฟเฟกต์โรลลิ่งชัตเตอร์" ซึ่งอาจส่งผลให้ภาพบิดเบือนเมื่อจับภาพวัตถุที่เคลื่อนที่เร็ว อย่างไรก็ตาม กล้องโรลลิ่งชัตเตอร์เป็นที่ชื่นชอบในการใช้งานหลาย ๆ อย่าง เนื่องจากมีความคุ้มค่าและลักษณะเสียงรบกวนต่ํา
 
ดังนั้นเพื่อแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับชัตเตอร์แบบเปิดและม้วนทั่วโลกในขณะที่ยังคงรักษาข้อดีของทั้งสองอย่าง Global Reset Release Shutter (GRR) จึงถูกสร้างขึ้น

 
โหมด GRR คืออะไร?

การรีเซ็ตส่วนกลางคืออะไร? Global Reset Release Shutter (GRR) เป็นตัวแปรของ Global และ Rolling Shutters ที่รวมคุณสมบัติของทั้ง Global และ Rolling Shutters เข้าด้วยกัน และได้รับการออกแบบมาเพื่อลดหรือขจัดเอฟเฟกต์โรลลิ่งชัตเตอร์ในขณะที่ยังคงรักษาระดับสัญญาณรบกวนที่คุ้มค่าและต่ํา ชัตเตอร์ GRR เลียนแบบพฤติกรรมของชัตเตอร์ทั่วโลกในระหว่างขั้นตอนการเปิดรับแสง ซึ่งพิกเซลทั้งหมดจะเริ่มเปิดรับแสงพร้อมกัน แต่คล้ายกับโรลลิ่งชัตเตอร์ในระหว่างขั้นตอนการอ่าน ซึ่งข้อมูลพิกเซลจะถูกอ่านทีละบรรทัด
 
กลไกการทํางานที่เป็นเอกลักษณ์นี้ทําให้ชัตเตอร์ GRR เหมาะอย่างยิ่งสําหรับสถานการณ์การใช้งานที่ต้องจับภาพวัตถุที่เคลื่อนที่เร็วในขณะที่ควบคุมต้นทุน ตัวอย่าง ได้แก่ การตรวจสอบวิสัยทัศน์ในอุตสาหกรรม การนําทางด้วยหุ่นยนต์ และการใช้งานการถ่ายภาพความเร็วสูง ชัตเตอร์ GRR ให้ภาพที่คมชัดกว่าโรลลิ่งชัตเตอร์แบบเดิมในขณะที่หลีกเลี่ยงการบิดเบือนของภาพที่เกิดจากการเปิดรับแสงทีละบรรทัด

 
โหมด GRR ทํางานอย่างไร

เวิร์กโฟลว์ของโหมด Global Reset Release Shutter (GRR) ประกอบด้วยสามขั้นตอนหลัก: ขั้นตอนการรีเซ็ต ขั้นตอนการบูรณาการ และขั้นตอนการอ่านข้อมูล
 
ในระหว่างขั้นตอนการรีเซ็ต พิกเซลทุกแถวในโหมด GRR จะถูกรีเซ็ตพร้อมกัน เพื่อให้มั่นใจว่าการเปิดรับแสงสม่ําเสมอ ซึ่งจะช่วยลดความเบลอจากการเคลื่อนไหวและการบิดเบือนของภาพเมื่อจับภาพวัตถุที่เคลื่อนที่เร็ว

 
ในขั้นตอนการบูรณาการแถวพิกเซลทั้งหมดจะเริ่มเปิดรับแสงพร้อมกันเพื่อจับแสงในฉาก ในขั้นตอนนี้ โหมด GRR จะคล้ายกับชัตเตอร์ส่วนกลาง ทําให้กล้องสามารถจับภาพฉากไดนามิกได้โดยไม่ได้รับผลกระทบจากเอฟเฟกต์โรลลิ่งชัตเตอร์ อย่างไรก็ตาม ขั้นตอนการอ่านข้อมูลจะกลับสู่ลักษณะของชัตเตอร์แบบโรลลิ่ง ซึ่งแถวของพิกเซลจะถูกอ่านทีละบรรทัด ซึ่งอาจนําไปสู่ความสว่างที่ไม่สม่ําเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระหว่างด้านบนและด้านล่างของภาพ
 
ในการควบคุมโหมด GRR อย่างมีประสิทธิภาพ สามารถให้แสงสว่างที่สม่ําเสมอในระหว่างขั้นตอนการรวมผ่านการใช้แฟลชหรือแหล่งกําเนิดแสงภายนอก จึงมั่นใจได้ว่าแถวพิกเซลทั้งหมดจะถูกเปิดเผยในระยะเวลาเท่ากัน การควบคุมนี้สามารถทําได้ผ่านพิน GPIO หรือการสื่อสาร I2C ทริกเกอร์ลําดับ GRR และซิงโครไนซ์ไฟส่องสว่าง ตัวอย่างเช่น กล้อง Basler มีพารามิเตอร์ ReadoutTimeAbs เพื่อช่วยให้ผู้ใช้กําหนดเวลาการอ่านข้อมูลของเซ็นเซอร์โมดูลกล้อง Sinoseenให้การสนับสนุนโหมด GRR ที่กําหนดเอง

 
ปัญหาที่อาจพบโดยใช้โหมด GRR และวิธีแก้ไข

แม้ว่าโหมด Global Reset Release Shutter (GRR) จะมีข้อได้เปรียบที่สําคัญในแง่ของการลดเอฟเฟกต์โรลลิ่งชัตเตอร์ แต่ก็มีข้อเสียบางประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของความสม่ําเสมอของความสว่างของภาพและการควบคุมการเปิดรับแสง เพื่อเอาชนะปัญหาเหล่านี้สามารถใช้เทคนิคและกลยุทธ์ต่อไปนี้ 

การใช้ชัตเตอร์กลไกภายนอก

เนื่องจากแถวของพิกเซลในโหมด GRR ถูกอ่านด้วยเวลาเปิดรับแสงที่แตกต่างกัน จึงส่งผลให้ความสว่างของภาพไม่สม่ําเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระหว่างด้านบนและด้านล่างของภาพ ในการแก้ปัญหานี้สามารถใช้ชัตเตอร์เชิงกลภายนอกซึ่งจะปิดเมื่อสิ้นสุดขั้นตอนการรวมเพื่อป้องกันการเปิดรับแสงของเซ็นเซอร์เพิ่มเติมโดยแสงโดยรอบในระหว่างการอ่านแถวเริ่มต้น วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเซ็นเซอร์จะไม่ได้รับแสงเพิ่มเติมในระหว่างกระบวนการอ่าน จึงรักษาความสว่างของภาพให้สม่ําเสมอ

 
การปราบปรามแสงโดยรอบ

การใช้แฟลชระหว่างการเปิดรับแสงและตรวจสอบให้แน่ใจว่าแฟลชปิดทันทีหลังจากเปิดรับแสงเสร็จสิ้น จะสามารถเลียนแบบเอฟเฟกต์ของชัตเตอร์ส่วนกลางและลดความสว่างที่ไม่สม่ําเสมอเนื่องจากความแตกต่างของเวลาเปิดรับแสงระหว่างแถว วิธีนี้ต้องมีการควบคุมการเปิดและปิดแฟลชอย่างแม่นยําเพื่อให้ตรงกับเวลาเปิดรับแสงของโหมด GRR
 
นอกจากนี้ ความสม่ําเสมอของการรับแสงยังสามารถปรับปรุงได้อีกโดยใช้เทคโนโลยีแฟลชซิงโครไนซ์ความเร็วสูง เทคนิคนี้ช่วยให้พัลส์แฟลชซิงโครไนซ์กับเวลาเปิดรับแสงของกล้อง ทําให้มั่นใจได้ว่าพิกเซลทุกแถวจะเปิดรับแสงในระยะเวลาเท่ากัน ซึ่งจะช่วยลดความแตกต่างของความสว่างในภาพ

 
การปรับซอฟต์แวร์

ความสว่างที่ไม่สม่ําเสมอเนื่องจากโหมด GRR สามารถชดเชยได้ในระดับหนึ่งโดยการปรับซอฟต์แวร์ ด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลภาพ สามารถระบุและแก้ไขการเปลี่ยนแปลงของความสว่างเพื่อปรับปรุงคุณภาพโดยรวมของภาพ

 
ฉันจะเลือกประเภทของชัตเตอร์ที่เหมาะสมได้อย่างไร

ขั้นแรกให้พิจารณาลักษณะการเคลื่อนไหวของแอปพลิเคชัน หากแอปพลิเคชันของคุณเกี่ยวข้องกับวัตถุหรือกล้องที่เคลื่อนไหวด้วยความเร็วสูงชัตเตอร์ทั่วโลกอาจเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดเพราะจะเปิดเผยพิกเซลทั้งหมดพร้อมกันเพื่อหลีกเลี่ยงได้อย่างมีประสิทธิภาพความแตกต่างระหว่างภาพเบลอจากการเคลื่อนไหวและการบิดเบือนของภาพ. หากแอปพลิเคชันของคุณมีความอ่อนไหวต่อต้นทุนและภาพเบลอจากการเคลื่อนไหวไม่ใช่ปัญหาใหญ่ โรลลิ่งชัตเตอร์อาจเป็นตัวเลือกที่คุ้มค่า
 
สําหรับการใช้งานที่ต้องการความสมดุลของต้นทุนและคุณภาพของภาพ ชัตเตอร์ GRR จะประนีประนอมได้ ชัตเตอร์ GRR เลียนแบบพฤติกรรมของชัตเตอร์ส่วนกลางระหว่างการเปิดรับแสง ซึ่งจะช่วยลดเอฟเฟกต์โรลลิ่งชัตเตอร์ในขณะที่ยังคงรักษาข้อดีบางประการของโรลลิ่งชัตเตอร์ไว้ ทําให้ชัตเตอร์ GRR เหมาะสําหรับการตรวจสอบวิสัยทัศน์ในอุตสาหกรรม การนําทางด้วยหุ่นยนต์ และการใช้งานการถ่ายภาพความเร็วสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่จําเป็นต้องมีการควบคุมการส่องสว่างที่แม่นยําเพื่อลดสิ่งประดิษฐ์ของภาพ
 
นอกจากนี้ ควรพิจารณาปัจจัยอื่นๆ ของระบบ เช่น อัตราเฟรม ความไวของเซ็นเซอร์ สภาพการส่องสว่าง และความสามารถในการประมวลผลภายหลัง ตัดสินใจอย่างครอบคลุม
 
โดยสรุป ฉันหวังว่าบทความนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจ Global Reset Release Shutter หากคุณมีความต้องการโมดูลกล้องชัตเตอร์รีลลิ่งรีเซ็ตทั่วโลกที่กําหนดเองโปรดติดต่อเรา Sinoseen มีประสบการณ์หลายปีในอุตสาหกรรมและผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายเรามั่นใจว่าเราสามารถมอบโซลูชันโมดูลกล้องที่เหมาะสมที่สุดให้กับคุณ.

คําถามที่พบบ่อย

ถาม: ประเภทชัตเตอร์ส่งผลต่อคุณภาพของภาพอย่างไร

ตอบ: ชัตเตอร์ส่วนกลางให้ภาพที่ปราศจากการบิดเบือน ชัตเตอร์แบบม้วนอาจทําให้ภาพบิดเบี้ยว และชัตเตอร์ GRR ช่วยลดความผิดเพี้ยนในขณะที่ยังคงคุ้มค่า
 
ถาม: ชัตเตอร์ GRR ลดเอฟเฟ็กต์โรลลิ่งชัตเตอร์ได้อย่างไร

ตอบ: ชัตเตอร์ GRR ช่วยลดความผิดเพี้ยนของภาพเนื่องจากการเปิดรับแสงทีละบรรทัดโดยการควบคุมการส่องสว่างอย่างแม่นยํา เนื่องจากพิกเซลทั้งหมดเปิดรับแสงพร้อมกันและอ่านออกทีละบรรทัด