Global Shutter срещу Rolling Shutter: Кое е по -добро за приложението на вашия модул на камерата?

Когато избирате основния сензор за изображение за модул на камерата, в допълнение към фокусирането върху разделителната способност, размера на сензора и типа на технологията (като CMOS), типът на затвора е решаващ коефициент на решение. Той директно определя представянето на модула при улавяне на движещи се сцени. Има два основни типа електронни щори: глобален затвор и подвижен затвор.

Въпреки че и двете технологии могат да контролират времето на експозиция на пикселите, съществува съществена разлика във времето на излагането на пикселите на светлина при заснемане на картината. Разбирането на разликата между глобалния затвор спрямо подвижния затвор, особено как те влияят на движещите се изображения, е от ключово значение за избора на aмодул на камератаза вашето конкретно приложение. Единият не е абсолютно по -добър от другия и „кой е по -добър“ зависи изцяло от вашите специфични нужди.

Цифровите сензори за изображения симулират функцията на затвора на традиционната камера, като електронно контролират времето, в което пикселите събират светлина (т.е. време на експозиция). Има два основни типа въз основа на времето на експозиция и отчитане на пикселите:

Глобален затвор: В този режим всички пиксели на сензора стартират и крайни експозиции едновременно. Той улавя пълна замразяване на сцената в определен момент. ЧАРТИКА ЗА КАКВО Е ГЛОБАЛНИЯТ СВЪРЗВАНЕ?
Подвижен затвор: За разлика от глобалния затвор, подвижният затвор извършва експозиция и отчитане по начин на сканиране по ред. Редовете на пиксели върху сензора са изложени и отчитат отгоре до дъното. Горната част на изображението се заснема преди дъното.

How gobal vs rolling shutte Capture Light Differently8

Именно тази разлика във времето води до значителни разлики в представянето на изображения, особено при справяне с бързото движение.

Нека разгледаме директно тези два типа затвори и как те влияят на улавянето на изображението в няколко ключови размери:

функция	Глобален затвор	Подвижен затвор	Въздействие върху улавянето на изображението
Заснемане на движение	Няма изкривяване на движението, може ясно и точно да улавя високоскоростни движещи се обекти	Може да доведе до изкривяване на движението (ефект на желето, наклон, частична експозиция и т.н.)	Определя дали бързо движещите се обекти могат да бъдат точно заснети и дали изображението ще бъде изкривено поради движение
Време за експозиция	Всички пиксели стартират/спират експозицията едновременно	Pixels Start/STOP Ред на експозиция по ред	Глобалният затвор улавя мигновеното изображение; Подвижният затвор улавя състоянието на сцената в различно време в рамките на определен период от време.
Структура на пиксела	По -сложен (изисква допълнителна схема за заключване на заряда)	Сравнително просто	Глобалните пиксели на затвора обикновено са по -големи или имат малко по -нисък коефициент на запълване (за да се съобрази с допълнителната схема), което влияе върху размера и разходите за сензора.
Производствени разходи	По -високо	По -ниско	Директно влияе върху крайната цена на модулите на камерата въз основа на този сензор
Четене на скоростта	След експозицията зарядите се заключват едновременно и след това се четат бързо (скоростта на отчитане не причинява директно изкривяване)	Излагане и отчитане припокриване/сериализиране (скоростта на отчитане е една от причините за изкривяване)	Изображенията, заснети от глобалния затвор, се синхронизират във времето, а скоростта на четене влияе върху горната граница на скоростта на кадъра; Скоростта на четене на подвижния затвор влияе върху степента на изкривяване и честотата на кадъра
Синхронност	Лесно за синхронизиране точно с външни събития (напр. Тригер, строб) или многокамерна система	Трудно е да се синхронизира точно, може да причини раздробяване със стробоскопични източници на светлина	Важно за приложенията, които изискват множество камери да работят заедно или да бъдат точно приведени в съответствие с външни източници/събития на светлината

Основното предимство на избора на глобален модул за камера на затвора е отличната му производителност в движението на манипулацията, която се отразява главно в:

Елиминиране на артефакти за изкривяване на движението:Това е най -критичното предимство на глобалния затвор. Той напълно избягва ефекта на желето, наклона, частичната експозиция и други проблеми, причинени от подвижния затвор, а ръбовете и формите на изображението могат да останат точни, независимо дали камерата се движи бързо или улавя високоскоростни обекти.
Точно улавете момента:Тъй като снимките са заснети едновременно, данните за изображението представляват точното състояние на сцената в определен момент. Това е от решаващо значение за приложенията, които трябва да извлекат точни измервания, идентификация или проследяване на информация от изображението.
Опростете потока за обработка:Самото заснето изображение е без движение, а алгоритмите за обработка на изображения надолу по веригата (като измерване, идентификация и шевове) могат директно да използват оригиналните данни за изображението без сложни стъпки за корекция на изкривяването, което подобрява ефективността и точността на системата.
Лесно за синхронизиране:Той е много подходящ за приложения, които изискват прецизно синхронизиране на времето, като съвместно позициониране на многокамери системи, прецизно привеждане в съответствие с движенията на ръката на робота или сигнали за откриване в промишлено производство и т.н.

статияЗа какво е Global Shutte?

Въпреки проблема с изкривяването на движението, модулите за камера на подвижния затвор все още се използват широко поради техните предимства на разходите и внедряването:

По -ниска цена:Дизайнът на пикселите на сензори за подвижен затвор е сравнително прост и производствените разходи обикновено са по -ниски от тези на глобалните сензори за затвора. Това прави модулите на камерата въз основа на подвижния затвор по -привлекателен в цената.
Сравнително прост дизайн на пиксели:Тази простота може да доведе до предимства в някои аспекти, като например светлинната зона (фактор на пълнене) на подвижните пиксели на затвора може да бъде по-голяма при същите технически условия, което може да помогне за подобряване на работата на чувствителността или намаляване на шума (въпреки че съвременните CMO на световния затвор значително са го подобрили).
Подходящ за не-движение сцени:В случаите, когато приложението ви главно улавя стационарни обекти, движението е много бавно или дори леко изкривяване на движението е приемливо, подвижният затвор е напълно достатъчен и по-рентабилен вариант.

статияЗа какво се търкаля?

Rolling Shutter distortion vs Global Shutter clarity with a fast-moving object8

Ключът към вземането на решение между глобалния затвор срещу подвижния затвор е дали приложението на вашия модул на камерата включва бързо движение и вашата толерантност към изкривяване на движението на изображението. Изборът изисква оценка въз основа на изискванията за приложение:

Анализирайте движението в сценария на приложение:

Ще се премести ли темата ви бързо? Колко бързо?
Самият модул на вашата камера се движи бързо или вибрира насилствено при снимане?
Трябва ли да измервате точно, идентифицирате или намерите движещи се обекти?
Необходимо ли е вашата система да бъде точно синхронизирана с високоскоростни външни събития (като сигнали за задействане, строб светлини)?

Определете дали е необходим глобален затвор:

Ако отговорът на някой от горните въпроси е „да“, особено ако приложението ви изисква висока точност на изображението в присъствието на движение, тогава вероятно се нуждаете от модул за глобален камера на затвора. Способността на глобалния затвор да премахне изкривяването на движението е от решаващо значение за гарантиране на точността на данните за изображения и гарантирането, че последващите алгоритми могат да работят надеждно. Въпреки че е по -скъпо, това е ключова инвестиция за осигуряване на успеха на вашето приложение.
Типични сценарии, които изискват глобален затвор: Проверка на машинното зрение на високоскоростни производствени линии, разпознаване на регистрационни табели, индустриално измерване, AR/VR проследяване на движението и многостепенни системи, които изискват прецизна синхронизация.

Определете дали подвижният затвор е достатъчен:

Ако приложението ви главно улавя неподвижни или бавно движещи се обекти, или дори леко изкривяване на движението може да бъде компенсирано до известна степен от софтуера, без да се отрази на успеха на окончателната мисия, тогава подвижният затвор обикновено е по-рентабилен избор.
Типични сценарии, подходящи за подвижен затвор: статично наблюдение, видеоконференции, сканиране на документи, обща фотография, чувствителни към разходите приложения, които не включват високоскоростно движение.

Претегляне на цената и производителността:

Изберете глобален модул за затвор и приемете неговата сравнително по-висока цена, след като сте сигурни, че се нуждаете от заснемане на движение без изкривяване и прецизни характеристики на синхронизация, предоставени от глобалния затвор. Ако подвижният затвор е достатъчен, за да отговори на вашите нужди, възползвайте се от своето предимство на разходите. По време на процеса на избор на модул на камерата, не забравяйте внимателно да прегледате спецификационния лист на модула, за да изясните типа му на затвора.За това как да изберете модул за камера за система за виждане.

В конкуренцията между глобалния затвор и подвижния затвор няма абсолютен „по -добър“ или „по -лош“, само „по -подходящ“. С едновременните си характеристики на улавяне глобалният затвор е идеален избор за премахване на изкривяването на движението, постигане на прецизна синхронизация и улавяне на моменти с висока скорост. Той е особено незаменим в полета като машинно зрение, мониторинг на трафика и индустриална автоматизация, които изискват изключително висока точност на изображението, въпреки сравнително високата му цена. Rolling Shutter е предпочитан вариант за много общи и потребителски приложения поради простата си структура и ниска цена и добрата му ефективност при снимане на неподвижни или бавни обекти.

Разбирането на основните разлики между тези две технологии на затвора и тяхното въздействие върху изображението и въз основа на изискванията на сценария на вашето приложение за заснемане на движение и точност на изображението е ключът към правилния избор на модул на камерата. Внимателно оценете изискванията си за приложение, за да намерите най -доброто решение за визия за вас.

1. Софтуерът може да фиксира изкривяването на движението, причинено от подвижния затвор?
A.До известна степен, да. Има софтуерни алгоритми, които се опитват да коригират изкривяването на движението, причинено от подвижния затвор чрез анализ на движението и прилагане на изчислителна компенсация. Тази корекция на софтуера обаче има ограничена ефективност, особено когато движението е много бързо или сцената е сложна, трудно е напълно да се премахне изкривяването и увеличава латентността на обработката и изчислителната тежест. За приложения, които изискват висока точност и ефективност в реално време, глобалният затвор обикновено е по-надеждно и ефективно решение.

2. Влияе ли глобалният затвор все още снимки?
A.Когато снимане все още предмети или камерата е неподвижен, предимството на изкривяване на движението на глобалния затвор не се отразява. По това време основната разлика между глобалния затвор и подвижния затвор е в други аспекти, като потенциално ниво на шум, ефективност или цена на фоточувствителност. Глобалните сензори за затвора имат допълнителна схема в рамките на пиксела, което може да окаже влияние върху тяхната фоточувствителност или контрол на шума (въпреки че съвременната технология значително го е подобрила). Така че за приложения, които правят само неподвижни снимки, използването на подвижен затвор обикновено няма да има значително отрицателно въздействие и може да бъде по -евтино.

3. Какви видове сензори обикновено използват глобален затвор?
A.В исторически план сензорите на CCD са били глобални капаци по природа поради техния механизъм за прехвърляне на заряд. Ранните CMOS сензори бяха предимно подвижни капаци. Но с развитието на CMOS технологията съвременните CMOS сензори успяха да постигнат глобална функционалност на затвора чрез по -сложни пикселни дизайни, наречени Global Shutter CMOS. Следователно, глобалната технология на затвора в момента съществува главно в CCD сензори (които стават все по-рядко срещани) и високоефективни CMOS сензори. Ако имате нужда от глобален затвор, обикновено ще намерите това пояснение в спецификациите на високоефективни CMOS сензори.

Изпратете ни вашите изисквания за модули на камерата и ние ще персонализираме най -доброто решение за вас. С нашите премиум решения можете да подобрите продуктите си, да ангажирате клиентите си и да отворите нови възможности за растеж и успех на вградените приложения за визия.

Изпратете запитване сега