Màn trập GRR là gì? Các vấn đề và giải pháp phổ biến là gì?

Trong các ứng dụng như quét võng mạc, máy ảnh màn trập cuộn được sử dụng để chụp ảnh với độ trễ phơi sáng thấp nhằm tối đa hóa độ xấp xỉ của mắt người. Trong trường hợp này, máy ảnh cần phơi sáng toàn bộ mắt hoặc võng mạc trong một màn trập duy nhất để tránh hiện tượng hiện tượng màn trập cuộn. Vì vậy, làm thế nào để chúng ta thực hiện điều này, khi xem xét rằng máy ảnh màn trập lăn phơi sáng từng khung hình từng dòng?
 
Đó là những gì chúng ta cần biết trong bài đăng này. Một số máy ảnh màn trập cuộn được trang bị tính năng Global Reset Release (GRR) giúp giải quyết vấn đề này một cách độc đáo. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn bên dưới.

Các loại màn trập phổ biến

Trước đây, chúng ta đã xem xét hai loại màn trập máy ảnh phổ biến: màn trập toàn cầu và màn trập cuộn. ChoThông tin thêm về sự khác biệt, xem bài viết này.
 
Màn trập toàn cầu là gì? Công nghệ màn trập toàn cầu cho phép tất cả các pixel trên cảm biến của máy ảnh được phơi sáng cùng một lúc và đặc biệt hiệu quả để chụp các đối tượng chuyển động nhanh hoặc chụp trong khi máy ảnh đang chuyển động, vì nó làm giảm hiện tượng nhòe chuyển động và biến dạng hình ảnh. Tuy nhiên, nó thường tốn kém hơn.
 
Màn trập lăn là gì? Mặt khác, công nghệ màn trập lăn hiển thị từng pixel một, điều này cũng có thể dẫn đến cái được gọi là "hiệu ứng màn trập cuộn", có thể dẫn đến biến dạng hình ảnh khi chụp các vật thể chuyển động nhanh. Tuy nhiên, máy ảnh màn trập cuộn được ưa chuộng trong nhiều ứng dụng vì hiệu quả chi phí và đặc tính tiếng ồn thấp.
 
Vì vậy, để giải quyết các vấn đề liên quan đến màn trập mở và cửa cuốn toàn cầu, trong khi vẫn duy trì những ưu điểm của cả hai, Global Reset Release Shutter (GRR) đã được tạo ra.

 
Chế độ GRR là gì?

Đặt lại toàn cầu là gì? Global Reset Release Shutter (GRR) là một biến thể của Global và Rolling Shutters kết hợp các tính năng của cả Global và Rolling Shutters và được thiết kế để giảm hoặc loại bỏ hiệu ứng màn trập lăn trong khi vẫn duy trì mức độ nhiễu thấp và tiết kiệm chi phí. Màn trập GRR bắt chước hành vi của màn trập toàn cầu trong giai đoạn phơi sáng, trong đó tất cả các pixel bắt đầu phơi sáng cùng một lúc, nhưng giống với Màn trập cuộn trong giai đoạn đọc, trong đó dữ liệu pixel được đọc từng dòng.
 
Cơ chế hoạt động độc đáo này làm cho màn trập GRR đặc biệt phù hợp với các tình huống ứng dụng cần chụp các đối tượng chuyển động nhanh trong khi vẫn kiểm soát chi phí. Ví dụ bao gồm kiểm tra thị giác công nghiệp, điều hướng rô-bốt và các ứng dụng hình ảnh tốc độ cao. Màn trập GRR cung cấp hình ảnh sắc nét hơn so với màn trập cuộn truyền thống đồng thời tránh bị biến dạng hình ảnh do phơi sáng từng dòng.

 
Chế độ GRR 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 đặt lại, giai đoạn tích hợp và giai đoạn đọc.
 
Trong giai đoạn đặt lại, tất cả các hàng pixel ở chế độ GRR được đặt lại cùng một lúc, đảm bảo độ phơi sáng nhất quán. Điều này làm giảm hiện tượng nhòe chuyển động và biến dạng hình ảnh khi chụp các đối tượng chuyển động nhanh.

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

 
Các sự cố có thể gặp phải khi sử dụng chế độ GRR và giải pháp của chúng

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

Sử dụng màn trập cơ học bên ngoài

Vì các hàng pixel ở chế độ GRR được đọc với thời gian phơi sáng khác nhau, điều này dẫn đến độ sáng của hình ảnh không đồng đều, đặc biệt là giữa trên cùng và dưới cùng của hình ảnh. Để giải quyết vấn đề này, có thể sử dụng một màn trập cơ học bên ngoài, đóng lại khi kết thúc giai đoạn tích hợp, ngăn cảm biến tiếp tục bị ánh sáng xung quanh phơi sáng trong quá trình đọc các hàng ban đầu. Phương pháp này đảm bảo rằng cảm biến không tiếp xúc với ánh sáng bổ sung trong quá trình đọc, do đó duy trì độ sáng hình ảnh nhất quán.

 
Ngăn chặn ánh sáng xung quanh

Bằng cách sử dụng đèn flash trong khi phơi sáng và đảm bảo rằng nó được tắt ngay sau khi phơi sáng xong, có thể bắt chước hiệu ứng của màn trập toàn cục và giảm độ sáng không đồng đều do sự khác biệt về thời gian phơi sáng giữa các hàng. Phương pháp này yêu cầu điều khiển chính xác bật và tắt đèn flash để phù hợp với thời gian phơi sáng của chế độ GRR.
 
Ngoài ra, độ nhất quán của phơi sáng có thể được cải thiện hơn nữa bằng cách sử dụng công nghệ đèn flash đồng bộ tốc độ cao. Kỹ thuật này cho phép các xung đèn flash được đồng bộ hóa với thời gian phơi sáng của máy ảnh, đảm bảo rằng tất cả các hàng pixel được phơi sáng trong cùng một khoảng thời gian, do đó giảm sự khác biệt về độ sáng trong ảnh.

 
Điều chỉnh phần mềm

Độ sáng không đồng đều do chế độ GRR cũng có thể được bù ở một mức độ nào đó bằng cách điều chỉnh phần mềm. Bằng cách phân tích dữ liệu hình ảnh, các biến thể độ sáng có thể được xác định và hiệu chỉnh để cải thiện chất lượng tổng thể của hình ảnh.

 
Làm thế nào để chọn loại màn trập phù hợp?

Đầu tiên, hãy xem xét các đặc điểm chuyển động của ứng dụng. Nếu ứng dụng của bạn liên quan đến các đối tượng hoặc máy ảnh chuyển động tốc độ cao, màn trập toàn cầu có thể là lựa chọn tốt nhất vì nó hiển thị tất cả các pixel đồng thời, tránh hiệu quảKhác biệt giữa mờ chuyển động và biến dạng hình ảnh. Nếu ứng dụng của bạn nhạy cảm với chi phí và nhòe chuyển động không phải là mối quan tâm lớn, thì màn trập cuộn có thể là một lựa chọn hiệu quả về chi phí.
 
Đối với các ứng dụng cần cân bằng chi phí và chất lượng hình ảnh, màn trập GRR mang đến một sự thỏa hiệp. màn trập GRR bắt chước hành vi của màn trập toàn cầu trong quá trình phơi sáng, giảm hiệu ứng màn trập cuộn trong khi vẫn duy trì một số ưu điểm của màn trập cuộn. Điều này làm cho màn trập GRR phù hợp cho các ứng dụng kiểm tra thị lực công nghiệp, điều hướng robot và hình ảnh tốc độ cao, đặc biệt là trong các tình huống cần kiểm soát chính xác ánh sáng để giảm thiểu hiện tượng hình ảnh.
 
Ngoài ra, các yếu tố khác của hệ thống như tốc độ khung hình, độ nhạy cảm biến, điều kiện chiếu sáng và khả năng xử lý hậu kỳ cần được xem xét. Đưa ra quyết định toàn diện.
 
Tóm lại, tôi hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu về Global Reset Release Shutter. Nếu bạn có bất kỳ nhu cầu nào về mô-đun máy ảnh chụp nhả cài đặt lại toàn cầu tùy chỉnh, vui lòng liên hệ với chúng tôi, Sinoseen có nhiều năm kinh nghiệm trong ngành và nhiều loại sản phẩm, chúng tôi chắc chắn rằng chúng tôi có thểcung cấp cho bạn giải pháp mô-đun máy ảnh phù hợp nhất.

Các câu hỏi thường gặp

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

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 tiết kiệm chi phí.
 
Hỏi: Màn trập GRR làm giảm hiệu ứng cửa trập lăn như thế nào?

Trả lời: Màn trập GRR làm giảm biến dạng hình ảnh do phơi sáng từng dòng bằng cách kiểm soát chính xác ánh sáng khi tất cả các pixel được phơi sáng cùng một lúc và đọc được thực hiện từng dòng.