GRR shutter là gì? Những vấn đề phổ biến và cách giải quyết là gì?

Trong các ứng dụng như quét võng mạc, camera màn trập lăn được sử dụng để chụp ảnh với độ trễ phơi sáng thấp nhằm tối đa hóa sự gần đúng với mắt người. Trong trường hợp này, máy ảnh cần phải phơi sáng toàn bộ mắt hoặc võng mạc trong một lần mở màn trập duy nhất để tránh các hiện tượng nhiễu của màn trập lăn. Vậy, chúng ta làm thế nào để đạt được điều này, khi mà camera màn trập lăn phơi sáng từng khung hình theo từng dòng?
 
Đó là điều chúng ta cần tìm hiểu trong bài viết này. Một số camera màn trập lăn được trang bị tính năng Global Reset Release (GRR) giúp giải quyết vấn đề này rất hiệu quả. Hãy cùng xem xét kỹ hơn bên dưới.

Các loại màn trập phổ biến

Trước đây, chúng ta đã tìm hiểu về hai loại màn trập camera phổ biến: global shutter và rolling shutter. Để biết thêm về sự khác biệt chi tiết hơn , xem bài viết này.
 
Th快门 là gì? Công nghệ th快门 toàn cầu cho phép tất cả các pixel trên cảm biến của máy ảnh được phơi sáng cùng một lúc, đặc biệt hiệu quả khi chụp đối tượng di chuyển nhanh hoặc quay khi máy ảnh đang di chuyển, vì nó giảm mờ chuyển động và méo hình ảnh. Tuy nhiên, nó thường tốn kém hơn.
 
Th快门 cuộn là gì? Mặt khác, công nghệ th快门 cuộn phơi sáng từng pixel một, điều này cũng có thể dẫn đến hiện tượng "hiệu ứng th快门 cuộn", có thể gây méo hình khi chụp đối tượng di chuyển nhanh. Tuy nhiên, máy ảnh th快门 cuộn được ưa chuộng trong nhiều ứng dụng vì tính kinh tế và đặc điểm tiếng ồn thấp của chúng.
 
Vì vậy, để giải quyết các vấn đề liên quan đến th快门 toàn cầu và th快门 cuộn, đồng thời giữ lại những lợi thế của cả hai, Th快门 Đặt Lại Toàn Cầu (GRR) đã được tạo ra.

 
GRR mode là gì?

Global Reset là gì? Global Reset Release Shutter (GRR) là một biến thể của Global Shutter và Rolling Shutter, kết hợp các tính năng của cả hai loại này và được thiết kế để giảm hoặc loại bỏ hiệu ứng rolling shutter trong khi vẫn duy trì chi phí thấp và mức độ nhiễu nhỏ. Shutter GRR mô phỏng hành vi của global shutter trong giai đoạn phơi sáng, nơi tất cả các pixel bắt đầu phơi sáng cùng lúc, nhưng giống như Rolling Shutter trong giai đoạn đọc dữ liệu, nơi dữ liệu pixel được đọc theo từng dòng.
 
Cơ chế hoạt động độc đáo này khiến shutter GRR đặc biệt phù hợp cho các tình huống ứng dụng cần chụp các đối tượng di chuyển nhanh trong khi vẫn kiểm soát được chi phí. Các ví dụ bao gồm kiểm tra thị giác công nghiệp, định hướng robot và các ứng dụng hình ảnh tốc độ cao. Shutter GRR cung cấp hình ảnh sắc nét hơn so với rolling shutter truyền thống trong khi tránh hiện tượng méo hình do phơi sáng theo từng dòng.

 
GRR mode hoạt động như thế nào?

Quy trình làm việc của chế độ Global Reset Release Shutter (GRR) bao gồm ba giai đoạn chính: giai đoạn reset, giai đoạn tích hợp và giai đoạn đọc dữ liệu.
 
Trong giai đoạn reset, tất cả các hàng pixel ở chế độ GRR được reset cùng một lúc, đảm bảo thời gian phơi sáng nhất quán. Điều này giảm mờ chuyển động và biến dạng hình ảnh khi chụp đối tượng di chuyển nhanh.

 
Trong giai đoạn Tích hợp, tất cả các hàng pixel bắt đầu phơi sáng đồng thời, thu nhận ánh sáng trong cảnh quan. Ở giai đoạn này, chế độ GRR tương tự như màn trập toàn cầu, cung cấp cho máy ảnh khả năng chụp cảnh động mà không bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng màn trập lăn. Tuy nhiên, giai đoạn đọc dữ liệu trở lại với đặc điểm của màn trập lăn, nơi các hàng pixel được đọc dòng sau dòng, có thể dẫn đến độ sáng không đều, đặc biệt là giữa phần trên và phần dưới của hình ảnh.
 
Để kiểm soát hiệu quả chế độ GRR, có thể cung cấp ánh sáng đồng đều trong giai đoạn tích hợp thông qua việc sử dụng đèn flash hoặc nguồn sáng ngoài, đảm bảo rằng tất cả các hàng pixel được phơi sáng trong cùng một khoảng thời gian. Kiểm soát này có thể đạt được thông qua các chân GPIO hoặc giao tiếp I2C, kích hoạt chuỗi GRR và đồng bộ hóa ánh sáng. Ví dụ, camera Basler cung cấp tham số ReadoutTimeAbs để giúp người dùng xác định thời gian đọc cảm biến, trong khi Mô-đun Camera Sinoseen cung cấp hỗ trợ tùy chỉnh cho chế độ GRR.

 
Các vấn đề có thể gặp phải khi sử dụng chế độ GRR và cách giải quyết

Mặc dù chế độ màn trập Global Reset Release Shutter (GRR) mang lại nhiều lợi thế đáng kể trong việc giảm thiểu hiệu ứng màn trập lăn, nhưng vẫn còn một số nhược điểm, đặc biệt là về sự đồng đều độ sáng hình ảnh và kiểm soát phơi sáng. Để khắc phục những vấn đề này, có thể áp dụng các kỹ thuật và chiến lược sau  

Sử dụng màn trập cơ học ngoài

Do các hàng pixel ở chế độ GRR được đọc với thời gian phơi sáng khác nhau, điều này dẫn đến độ sáng không đều của hình ảnh, đặc biệt là giữa phần trên và phần dưới của hình ảnh. Để giải quyết vấn đề này, có thể sử dụng một màn trập cơ học bên ngoài, đóng lại vào cuối giai đoạn tích hợp, ngăn chặn việc cảm biến tiếp tục bị phơi sáng bởi ánh sáng môi trường trong quá trình đọc các hàng đầu tiên. Phương pháp này đảm bảo rằng cảm biến không bị phơi sáng thêm bởi ánh sáng trong quá trình đọc, từ đó duy trì độ sáng nhất quán cho hình ảnh.

 
Áp chế Ánh sáng Môi trường

Bằng cách sử dụng đèn flash trong quá trình phơi sáng và đảm bảo rằng nó được tắt ngay lập tức sau khi quá trình phơi sáng kết thúc, có thể mô phỏng hiệu ứng của màn trập toàn cầu và giảm độ sáng không đều do sự khác biệt về thời gian phơi sáng giữa các hàng. Phương pháp này yêu cầu kiểm soát chính xác việc bật và tắt đèn flash để khớp với thời gian phơi sáng của chế độ GRR.
 
Ngoài ra, tính nhất quán của phơi sáng có thể được cải thiện thêm bằng cách sử dụng công nghệ flash đồng bộ tốc độ cao. Kỹ thuật này cho phép các xung flash được đồng bộ hóa với thời gian phơi sáng của máy ảnh, đảm bảo rằng tất cả các hàng pixel đều được phơi sáng trong cùng một khoảng thời gian, từ đó giảm sự khác biệt về độ sáng trong hình ảnh.

 
Điều chỉnh Phần mềm

Độ sáng không đều do chế độ GRR cũng có thể được bù đắp phần nào thông qua điều chỉnh phần mềm. Bằng cách phân tích dữ liệu hình ảnh, các biến thiên độ sáng có thể được nhận diện và sửa chữa để cải thiện chất lượng tổng thể của hình ảnh.

 
Làm thế nào để tôi chọn loại màn trập phù hợp?

Trước tiên, hãy xem xét đặc điểm chuyển động của ứng dụng. Nếu ứng dụng của bạn liên quan đến các đối tượng hoặc máy ảnh di chuyển tốc độ cao, màn trập toàn cầu có thể là lựa chọn tốt nhất vì nó phơi sáng tất cả các pixel đồng thời, hiệu quả tránh khác biệt giữa hiện tượng mờ chuyển động và méo hình ảnh . Nếu ứng dụng của bạn nhạy cảm về chi phí và hiện tượng mờ chuyển động không phải là mối quan tâm lớn, thì công nghệ rolling shutter có thể là một lựa chọn tiết kiệm chi phí.
 
Đối với các ứng dụng cần cân bằng giữa chi phí và chất lượng hình ảnh, màn trập GRR cung cấp một giải pháp折衷. Màn trập GRR mô phỏng hành vi của màn trập toàn cầu trong quá trình phơi sáng, giảm hiệu ứng rolling shutter đồng thời vẫn giữ được một số lợi thế của rolling shutter. Điều này khiến màn trập GRR phù hợp cho các ứng dụng kiểm tra thị giác công nghiệp, định hướng robot và chụp ảnh tốc độ cao, đặc biệt trong các tình huống yêu cầu kiểm soát chính xác ánh sáng để giảm thiểu các hiện tượng nhiễu trên hình ảnh.
 
Ngoài ra, các yếu tố khác của hệ thống như tốc độ khung hình, độ nhạy của cảm biến, điều kiện chiếu sáng và khả năng xử lý hậu kỳ cũng cần được xem xét. Hãy đưa ra quyết định toàn diện.
 
Tóm lại, tôi hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu về màn trập phát hành đặt lại toàn cầu. Nếu bạn có nhu cầu về mô-đun máy ảnh màn trập phát hành đặt lại toàn cầu tùy chỉnh, vui lòng liên hệ với chúng tôi, Sinoseen có nhiều năm kinh nghiệm trong ngành và có phạm vi sản phẩm rộng rãi, chúng tôi tin rằng chúng tôi có thể cung cấp cho bạn giải pháp mô-đun máy ảnh phù hợp nhất .

Câu hỏi thường gặp

Q: Loại màn trập ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh như thế nào?

A: Màn trập toàn cầu cung cấp hình ảnh không bị biến dạng, màn trập cuộn có thể gây biến dạng hình ảnh, và màn trập GRR giảm thiểu biến dạng trong khi vẫn giữ được hiệu quả chi phí.
 
Q: Màn trập GRR làm giảm hiệu ứng màn trập cuộn như thế nào?

A: Màn trập GRR giảm biến dạng hình ảnh do phơi sáng theo từng dòng bằng cách kiểm soát ánh sáng chính xác khi tất cả các pixel được phơi sáng cùng lúc và quá trình đọc ra được thực hiện theo từng dòng.