Einführung
Haben Sie schon einmal ein Foto von einem sich drehenden Ventilator oder einem rasenden Auto gemacht und bemerkt, dass das Bild verzerrt aussieht-schiefe vertikale Linien und gestreckte Objekte? Das ist der Rolling-Shutter-Effekt. Dies ist bei den meisten Consumer-Kameras und vielen Kameramodulen üblich. Aber was verursacht es und wann spielt es eine Rolle? Für Anwendungen wie industrielle Inspektion, medizinische Bildgebung und maschinelles Sehen ist das Verständnis von Rolling Shutter-und seiner Alternative, dem Global Shutter-, von entscheidender Bedeutung. Bei Sincere stellen wir seit über 30 Jahren Kameramodule her und unterstützen unsere Kunden bei der Auswahl der richtigen Sensortechnologie. In diesem Artikel wird Rolling Shutter erklärt, wie es funktioniert und wann es darauf ankommt.
Was ist Rolling Shutter?
Rolling Shutter ist eine Methode zur Bildaufnahme, die am häufigsten verwendet wirdCMOS-ModulkameraSensoren. Anstatt das gesamte Bild auf einmal zu erfassen, liest der Sensor das Bild Zeile für Zeile-normalerweise von oben nach unten. Jede Pixelreihe wird nacheinander belichtet und ausgelesen. Verschiedene Teile des Bildes werden zu leicht unterschiedlichen Zeiten aufgenommen.
Wenn sich die Szene oder die Kamera während des Auslesens bewegt, kommt es zu Verzerrungen:
- Schräglage:Vertikale Linien neigen sich
- Flattern:Objekte verbiegen oder verziehen sich
- Teilbelichtung:Blinkende Lichter erscheinen nur teilweise
Rolling Shutter ist bei den meisten Sensoren Standard, da er kostengünstig ist und kleinere Pixel ermöglicht.
Wie Rolling Shutter funktioniert
Stellen Sie sich einen Sensor als ein Pixelgitter vor. Wenn Sie den Auslöser drücken:
- Zurücksetzen:Erste Reihe geräumt
- Belichtung:Das Licht sammelt sich für eine bestimmte Zeit an
- Anzeige:Die Gebühr von Row wurde in digital umgewandelt
- Wiederholen:Der Prozess geht in die nächste Zeile
Das braucht Zeit. Bei einem 1080p-Sensor mit 30 Bildern pro Sekunde kann die Gesamtauslesezeit etwa 30 ms betragen. Wenn sich während dieser Zeit etwas bewegt, wird es in verschiedenen Reihen an unterschiedlichen Positionen erfasst.
Rolling vs. Global Shutter
| Besonderheit | Rolling-Shutter | Globaler Verschluss |
|---|---|---|
| Erfassungsmethode | Aufeinanderfolgende Reihen | Den gesamten Rahmen auf einmal |
| Bewegungsverzerrung | Gegenwärtig | Keiner |
| Kosten | Untere | Höher |
| Komplexität | Einfacher | Komplexer |
| Empfindlichkeit | Generell besser | Etwas niedriger |
| Am besten für | Allgemeine Bildgebung | Zeitraffer, Inspektion |
Global Shutter erfasst alle Pixel gleichzeitig und eliminiert so Verzerrungen, kostet aber mehr und hat möglicherweise eine etwas geringere Empfindlichkeit.
Wenn Rolling Shutter wichtig ist
Hochgeschwindigkeitsanwendungen.-
Prüfen Sie sich schnell-bewegende Objekte an einer Produktionslinie? Rolling Shutter kann zu Verzerrungen führen. A4K-Mipi-KameramodulBei Verwendung des Rolling-Shutter-Effekts könnten Teile schief angezeigt werden.
Vibration oder Bewegung
Wenn sich die Kamera -auf einer Drohne, einem Roboter oder einem Handzielfernrohr- bewegt, erzeugt der Rolling-Shutter-Effekt Wackelbewegungen. Für stabile Anwendungen ist es in Ordnung.
Blinkende Lichter
Pulsierende LED-Leuchten können als Bänder erscheinen. Häufig im Sicherheits- und Inspektionsbereich.
Automobil
Kameras müssen sich bewegende Objekte präzise erfassen. Viele Automobilanwendungen verwenden Global Shutter oder Fast Rolling Shutter.
Wo Rolling Shutter akzeptabel ist
Medizinische Endoskopie
Die Bewegung ist langsam und kontrolliert. AMedizinisches Endoskop-Kameramodulmit Rolling Shutter funktioniert gut.
Industrielle Inspektion (statisch)
Wenn Objekte stationär und die Kamera stabil sind, funktioniert Rolling Shutter einwandfrei. AKamera-USB-Modulist für die Qualitätskontrolle üblich.
Consumer-USB-Kameras
Webcams und Videokonferenzen verwenden Rolling Shutter. AKamera-USB-ModulFür den Verbrauchergebrauch ist ein globaler Verschluss selten erforderlich.
Überwachung
Feste Kameras, die langsame Szenen überwachen, sind mit Rolling Shutter in Ordnung.
Wichtige Spezifikationen
Auslesegeschwindigkeit
Schnelleres Auslesen reduziert Verzerrungen. High-End-Rolling-Shutter-Sensoren haben eine Auslesezeit von weniger als 10 ms.
Bildrate
Höhere Bildraten bedeuten schnelleres Auslesen. A4K-USB-KameramodulBei 60 Bildern pro Sekunde ist der Rolling-Shutter-Effekt geringer als bei 30 Bildern pro Sekunde.
Schnittstelle
Die Schnittstelle beeinflusst die Datenübertragungsgeschwindigkeit.Mipi-Kameramodule(MIPI CSI-2) sind für die Hochgeschwindigkeitsübertragung ausgelegt. ACSI 2 Kameramodulmit schneller Auslesung minimiert Effekte.
Auswählen des Verschlusstyps
| Anwendung | Empfohlen |
|---|---|
| Langsame oder stationäre Objekte | Rollladen |
| Sich schnell-bewegende Objekte | Globaler Verschluss |
| Handkamera / bewegliche Kamera | Globaler Verschluss |
| Blinkende Lichter | Globaler Verschluss |
| Medizinische Endoskopie | Rolling-Shutter akzeptabel |
| Industrielle Automatisierung | Globaler Verschluss für Bewegung |
| Drohnen / UAVs | Globaler Verschluss |
Kameramodule von Sincere
Bei Sincere bieten wir sowohl Roll- als auch Global-Shutter-Module an:
- Kamera-USB-Modul:Rollen zur Hauptuntersuchung; global verfügbar
- Mipi-Kameramodule:Hohe-Geschwindigkeit für eingebettete Systeme
- 4K-USB-Kameramodul:Ultra-HD mit Rollen; zur stationären Inspektion
- 4K-Mipi-Kameramodul:Hohe{0}}Auflösung, hohe-Geschwindigkeit für Embedded Vision
- Csi 2 Kameramodul:Standard für Raspberry Pi, Jetson
- CMOS-Modulkamera:Erhältlich in beiden Verschlussarten
Unsere Fertigung umfasst staubfreie Anlagen der Klasse 10/100- und Active Alignment (AA) für perfekte Fokussierung.
Minimierung von Rolling-Shutter-Effekten
- Bildrate erhöhen:Schnelleres Auslesen
- Belichtungszeit verkürzen:Weniger Zeit für Bewegung
- Kamera stabilisieren:Reduzieren Sie die Kamerabewegung
- Verwenden Sie eine gleichmäßige Beleuchtung:Vermeiden Sie gepulste LEDs
- Nachbearbeitung-:Softwarekorrektur verfügbar
Die Zukunft
AlsCMOS-ModulkameraTechnologiefortschritte:
- Schnellere Rollläden:Auslesezeiten sinken
- Gestapelte Sensoren:Schnelle Auslesung mit hoher Empfindlichkeit
- Global-Shutter-Kosten:Abnehmend, um es zugänglicher zu machen
Zusammenfassung
Rolling Shutter erfasst Bilder Reihe für Reihe, was bei sich schnell bewegenden Szenen zu Verzerrungen führen kann. Es ist kostengünstig-und eignet sich gut für:
- Stationäre Objekte
- Langsame Bewegung
- Medizinische Endoskopie
- Überwachung
Für schnelle Bewegungen wird der globale Verschluss bevorzugt.
Kernpunkte:
- Rollladen:Sequentielles Auslesen; Bewegungsverzerrung möglich
- Globaler Verschluss:Gleichzeitige Erfassung; keine verzerrung
- Schnittstellen: Kamera-USB-Modul, Mipi-Kameramodule, CSI 2 Kameramodul
- Auflösungen:HD zu4K-USB-KameramodulUnd4K-Mipi-Kameramodul
Bei Sincere produzieren wirCMOS-ModulkameraLösungen in beiden Verschlussarten. Ob Sie ein benötigenCSI 2 Kameramodulfür ein eingebettetes Projekt oder ein4K-Mipi-KameramodulFür die Hochgeschwindigkeitsinspektion können wir Ihnen bei der Auswahl des richtigen Verschlusses helfen. Kontaktieren Sie uns, um Ihre Anforderungen zu besprechen.
