Rolling shutter — це метод захоплення зображення, за якого нерухоме зображення (у фотокамері) або кожен кадр відео (у відеокамері) захоплюється не шляхом створення моментального знімка всієї сцени в один момент часу, а скоріше за допомогою швидкого сканування по сцені, вертикально чи горизонтально. Іншими словами, не всі частини зображення сцени записуються точно в той самий момент. (Однак під час відтворення все зображення сцени відображається одночасно, ніби воно представляє один момент часу.) Це створює передбачувані спотворення об’єктів, що швидко рухаються, або швидких спалахів світла. Це відрізняється від «глобального затвора», в якому весь кадр знімається одночасно. «Руховий затвор» може бути механічним або електронним. Перевага цього методу полягає в тому, що датчик зображення може продовжувати збирати фотони під час процесу отримання, таким чином ефективно підвищуючи чутливість. Його можна знайти на багатьох цифрових фото- та відеокамерах, які використовують датчики CMOS. Ефект найбільш помітний під час зображення екстремальних умов руху або швидкого спалаху світла.
Глобальний затвор
Глобальний режим затворау датчику зображення дозволяє всім пікселям датчика починати та припиняти експонування одночасно протягом запрограмованого періоду експозиції під час кожного отримання зображення. Після закінчення часу експозиції починається зчитування піксельних даних і триває рядок за рядком, доки не будуть зчитані всі піксельні дані. Це створює неспотворені зображення без коливань або перекосів. Датчики глобального затвора зазвичай використовуються для зйомки об’єктів, що рухаються з високою швидкістю.It можна порівняти зі звичайними затворами в аналогових плівкових камерах. Подібно до райдужної оболонки людського ока, вони нагадують діафрагму лінзи, і, мабуть, ви маєте на увазі, коли думаєте про віконниці.
Затвор відкривається швидко, як блискавка, коли його відпускають, і негайно закривається після закінчення часу експозиції. Між відкритим і закритим сегментом плівки, який знімається, повністю експонується (загальна експозиція).
Як показано на наступному малюнку: у режимі глобального затвора кожен піксель у сенсорі починає та закінчує експозицію одночасно, тому потрібен великий обсяг пам’яті, усе зображення може бути збережено в пам’яті після завершення експозиції та може бути зчитано поступово. Процес виготовлення датчика є відносно складним, а ціна відносно високою, але перевага полягає в тому, що він може знімати об’єкти, що рухаються з високою швидкістю, без спотворень, і застосування є більш широким.
Глобальні затворні камери використовуються в таких додатках, як відстеження м’яча, промислова автоматизація, складські роботи, дрони,моніторинг дорожнього руху,розпізнавання жестів,AR&VRтощо
Rolling Shutter
Режим рулонних затворіву камері експонує рядки пікселів один за одним із часовим зміщенням від одного рядка до іншого. Спочатку верхній ряд зображення починає збирати світло і завершує його. Потім наступний ряд починає збирати світло. Це спричиняє затримку часу закінчення та початку збирання світла для послідовних рядів. Загальний час збору світла для кожного рядка точно однаковий. У режимі рулонних затворів різні лінії масиву експонуються в різний час, коли зчитувана «хвиля» проходить через датчик, як показано на наступному малюнку: перший рядок спочатку експонує, а через час зчитування другий рядок починає експонування тощо. Отже, кожен рядок читається, а потім можна читати наступний рядок. Кожному піксельному датчику для рухомих затворів потрібні лише два транзистори для транспортування електронів, що забезпечує менше виділення тепла та низький рівень шуму. Порівняно з глобальним датчиком затвора структура датчика рольставні є більш простою та дешевою, але оскільки кожна лінія не експонується одночасно, це спричинить спотворення під час зйомки об’єктів, що рухаються з високою швидкістю.
Ролетна камерапереважно використовується для зйомки об’єктів, що повільно рухаються, таких як сільськогосподарські трактори, малошвидкісні конвеєри та автономні програми, такі як кіоски, сканери штрих-кодів тощо.
ЯК УНИКНУТИ?
Якщо швидкість руху не надто велика, а яскравість змінюється повільно, проблема, про яку говорилося вище, мало впливає на зображення. Зазвичай використання глобального датчика затвора замість датчика рольставні є найбільш фундаментальним і ефективним методом у високошвидкісних програмах. Однак у деяких програмах, чутливих до витрат або шуму, або якщо користувачеві доводиться використовувати датчик рольставні з іншої причини, вони можуть використовувати спалах для пом’якшення ефектів. Під час використання функції синхронізації спалаху з датчиком рухомих затворів слід пам’ятати про кілька аспектів:● Не протягом усього часу експозиції, що має вихідний сигнал стробоскопа, коли час експозиції занадто короткий, а час зчитування занадто довгий, усі лінії не мають експозиції, що перекривається, немає вихідного сигналу стробоскопа, і стробоскоп не блимає● Коли час стробоскопічного спалаху коротший за час експозиції● Коли вихідний сигнал стробоскопа занадто короткий (рівень мкс), продуктивність деяких стробоскопів не відповідає вимогам високошвидкісного перемикання, тому стробоскоп не може вловити сигнал стробоскопа
Час публікації: 20 листопада 2022 р
