Rolling shutter е метод за заснемане на изображение, при който се заснема неподвижна снимка (във фотоапарат) или всеки кадър от видеоклип (във видеокамера), не като се прави моментна снимка на цялата сцена в един момент във времето, а по-скоро чрез бързо сканиране през сцената, вертикално или хоризонтално.С други думи, не всички части от изображението на сцената се записват точно в същия момент.(Въпреки че по време на възпроизвеждане цялото изображение на сцената се показва наведнъж, сякаш представлява един момент във времето.) Това създава предвидими изкривявания на бързо движещи се обекти или бързи проблясъци на светлина.Това е в контраст с "глобалния затвор", при който целият кадър се улавя в един и същи момент. "Ролетният затвор" може да бъде механичен или електронен.Предимството на този метод е, че сензорът за изображения може да продължи да събира фотони по време на процеса на придобиване, като по този начин ефективно повишава чувствителността.Намира се в много цифрови фотоапарати и видеокамери, използващи CMOS сензори.Ефектът е най-забележим при изобразяване на екстремни условия на движение или бързо мигаща светлина.
Глобален затвор
Глобален режим на затворав сензор за изображения позволява на всички пиксели на сензора да започнат експониране и да спрат експонирането едновременно за програмирания период на експониране по време на всяко получаване на изображение.След края на времето на експозиция започва четенето на пикселни данни и продължава ред по ред, докато не бъдат прочетени всички пикселни данни.Това създава неизкривени изображения без трептене или изкривяване.Глобалните сензори на затвора обикновено се използват за улавяне на високоскоростни движещи се обекти.It може да се сравни с конвенционалните затвори на обектива в аналоговите филмови камери.Подобно на ириса в човешкото око, те приличат на блендата на лещата и вероятно са това, което имате предвид, когато мислите за щори.
Затворът трябва да се отваря бързо като светкавица, когато бъде освободен и да се затвори незабавно в края на времето на експозиция.Между отворено и затворено, филмовият сегмент, за да заснеме изображението, е изцяло експониран наведнъж (глобална експозиция).
Както е показано на следващата фигура: в режим на глобален затвор всеки пиксел в сензора започва и завършва експозицията едновременно, поради което е необходимо голямо количество памет, цялото изображение може да бъде съхранено в паметта след края на експозицията и може да бъде прочетено постепенно.Производственият процес на сензора е сравнително сложен и цената е сравнително скъпа, но предимството е, че може да заснема високоскоростни движещи се обекти без изкривяване и приложението е по-широко.
Глобалните затворени камери се използват в приложения като проследяване на топки, индустриална автоматизация, складови роботи, дронове,наблюдение на трафика,разпознаване на жестове,AR&VRи т.н.
Rolling Shutter
Режим ролетна щорав камера експонира пикселните редове един след друг, с временно отместване от един ред към следващия.Първо, горният ред на изображението започва да събира светлината и я завършва.Тогава следващият ред започва да събира светлина.Това причинява забавяне на крайното и началното време на събиране на светлина за последователни редове.Общото време за събиране на светлина за всеки ред е абсолютно еднакво. В режим на ролетен затвор различни линии от масива са изложени по различно време, докато прочетената „вълна“ преминава през сензора, както е показано на следващата фигура: първият ред експонира първо и след време за четене, вторият ред започва експониране и т.н.И така, всеки ред се прочита и след това може да се прочете следващият ред.Сензорът за ролетна щора, всяка пикселна единица се нуждае само от два транзистора за транспортиране на електрони, по този начин по-малко производство на топлина, нисък шум.В сравнение с глобалния сензор на затвора, структурата на сензора за ролетни затвори е по-проста и евтина, но тъй като всяка линия не е изложена едновременно, това ще доведе до изкривяване при заснемане на високоскоростни движещи се обекти.
Ролетна камерасе използва предимно за заснемане на бавно движещи се обекти като селскостопански трактори, бавноскоростни конвейери и самостоятелни приложения като павилиони, скенери за баркод и др.
КАК ДА ИЗБЕГНЕМ?
Ако скоростта на движение не е толкова висока и яркостта се променя бавно, проблемът, който беше обсъден по-горе, няма голямо влияние върху изображението.Обикновено използването на глобален сензор за щора вместо сензор за ролетна щора е най-фундаменталният и ефективен метод при високоскоростни приложения.Въпреки това, в някои приложения, чувствителни към разходите или шума, или ако потребителят трябва да използва сензор за ролетен затвор по друга причина, те могат да използват светкавицата, за да смекчат ефектите.Има няколко аспекта, които трябва да имате предвид, когато използвате функцията за синхронизиране на светкавицата със сензора за ролетен затвор:● Не през цялото време на експониране, което има изходен сигнал на стробоскоп, когато времето на експозиция е твърде кратко и времето за отчитане е твърде дълго, всички линии нямат припокриваща се експозиция, няма изходен сигнал на стробоскоп и светкавицата не мига● Когато времето на мигащата светкавица е по-кратко от времето на експозиция● Когато времето за изход на светлинен сигнал е твърде кратко (ниво на μs), производителността на някои стробоскопи не може да отговори на изискването за високоскоростен превключвател, така че светлинният сигнал не може да улови светлинния сигнал
Време на публикуване: 20 ноември 2022 г
