Global Shutter vs. Rolling Shutter: que és millor per a l’aplicació del mòdul de la càmera?

A l’hora d’escollir el sensor d’imatge principal d’un mòdul de càmera, a més de centrar -se en la resolució, la mida del sensor i el tipus de tecnologia (com ara CMOS), el tipus d’obturador és un factor de decisió crucial. Determina directament el rendiment del mòdul en capturar escenes mòbils. Hi ha dos tipus principals de persianes electròniques: obturador global i obturador.

Tot i que ambdues tecnologies poden controlar el temps d’exposició dels píxels, hi ha una diferència essencial en el moment de l’exposició dels píxels a la llum en capturar la imatge. Comprendre la diferència entre l'obturador global i l'obturador enrotllaMòdul de càmeraper a la vostra aplicació específica. Un no és absolutament millor que l’altre, i “quin és millor” depèn completament de les vostres necessitats específiques.

Els sensors d’imatges digitals simulen la funció de l’obturador d’una càmera tradicional controlant electrònicament el temps que els píxels recullen llum (és a dir, temps d’exposició). Hi ha dos tipus principals, basats en el calendari de l’exposició i la lectura de píxels:

Obturador global: En aquest mode, tots els píxels del sensor inicien i finalitzen l'exposició al mateix temps. Capta un marc de congelació complet de l'escena en un moment determinat. Article sobre què és l'obturador global?
L’obturador enrotllat: a diferència de l’obturador global, l’obturador enrotllat realitza l’exposició i la lectura de manera fila per filora. Les files de píxels del sensor estan exposades i la lectura de la part superior a la part inferior. La part superior de la imatge es capta abans de la part inferior.

How gobal vs rolling shutte Capture Light Differently8

És aquesta diferència de temps que condueix a diferències significatives en la presentació d’imatges, sobretot quan es tracta de moviment ràpid.

Fem una ullada directa a aquests dos tipus d’obturadors i com afecten la captura d’imatges a través d’unes quantes dimensions clau:

distintiu	Obturador global	Obturador enrotllat	Impacte sobre la captura d'imatges
Captura de moviment	No hi ha distorsió de moviment, pot capturar clarament i amb precisió objectes en moviment d'alta velocitat	Pot produir distorsió de moviment (efecte Jello, inclinació, exposició parcial, etc.)	Determina si es poden capturar amb precisió objectes que es poden capturar i si la imatge es distorsionarà a causa del moviment
Sincronització de l’exposició	Tots els píxels comencen/aturen l'exposició simultàniament	Píxels Start/Stop Exposation Row per fila	L’obturador global capta la imatge instantània; L’obturador rodant capta l’estat de l’escena en diferents moments en un període de temps.
Estructura de píxels	Més complex (requereix circuits addicionals per bloquejar la càrrega)	Relativament senzill	Els píxels de l'obturador global solen ser més grans o tenen un factor d'ompliment lleugerament inferior (per adaptar -se als circuits addicionals), que afecta la mida i el cost del sensor.
Cost de fabricació	Més gran	Baixar	Afecta directament el preu final dels mòduls de la càmera basat en aquest sensor
Llegiu la velocitat	Després de l'exposició, les càrregues es bloquegen simultàniament i es llegeixen ràpidament (la velocitat de lectura no provoca directament la distorsió)	Exposició i superposició de lectura/serialització (la velocitat de lectura és una de les causes de la distorsió)	Les imatges capturades per l’obturador global es sincronitzen en el temps i la velocitat de lectura afecta el límit superior de la velocitat de fotograma; La velocitat de lectura de l’obturador enrotllador afecta el grau de distorsió i la velocitat de fotograma
Sincronicitat	Fàcil de sincronitzar-se amb precisió amb esdeveniments externs (per exemple, sistemes de strob, estroboscopi o múltiples càmeres	Difícil de sincronitzar -se amb precisió, pot provocar una estranya amb fonts de llum estroboscòpiques	És important que les aplicacions que requereixin múltiples càmeres treballin junts o que estiguin alineades amb precisió amb fonts/esdeveniments de llum externs

L’avantatge fonamental d’escollir un mòdul de càmera d’obturador global és el seu excel·lent rendiment en la manipulació del moviment, que es reflecteix principalment en:

Eliminació dels artefactes de distorsió del moviment:Aquest és l’avantatge més crític de l’obturador global. Evita completament l'efecte Jello, la inclinació, l'exposició parcial i altres problemes causats per l'obturador enrotllat, i les vores i les formes de la imatge poden romandre precises si la càmera es mou ràpidament o captant objectes d'alta velocitat.
Captura amb precisió el moment:Com que les imatges es capturen alhora, les dades de la imatge representen l’estat precís de l’escena en un moment determinat. Això és crucial per a les aplicacions que necessiten extreure informació precisa de mesurament, identificació o seguiment de la imatge.
Simplifiqueu el flux de processament:La imatge capturada en si no està lliure de moviment i els algorismes de processament d’imatges aigües avall (com ara la mesura, la identificació i les costures) poden utilitzar directament les dades d’imatge originals sense passos complexos de correcció de distorsió, cosa que millora l’eficiència i la precisió del sistema.
Fàcil de sincronitzar:És molt adequat per a aplicacions que requereixen una sincronització de temps precisa, com ara el posicionament col·laboratiu de sistemes de múltiples càmeres, l’alineació precisa amb els moviments del braç de robot o els senyals de detecció en la producció industrial, etc.

articleSobre què és Global Shutte?

Malgrat el problema de la distorsió del moviment, els mòduls de la càmera de l'obturador es continuen utilitzant àmpliament a causa dels seus avantatges de cost i implementació:

Cost inferior:El disseny de píxels de sensors d’obturador enrotllat és relativament senzill i el cost de fabricació sol ser inferior al dels sensors d’obturació global. Això fa que els mòduls de càmeres basats en l'obturador enrotllador siguin més atractius en el preu.
Disseny de píxels relativament senzill:Aquesta senzillesa pot aportar avantatges en alguns aspectes, com ara l’àrea sensible a la llum (factor d’ompliment) dels píxels de l’obturador rodant pot ser més gran en les mateixes condicions tècniques, cosa que pot ajudar a millorar el rendiment de la sensibilitat o reduir el soroll (tot i que les OCM de l’obturador global modernes l’han millorat molt).
Apte per a escenes no motius:En els casos en què la vostra aplicació capta principalment objectes estacionaris, el moviment és molt lent, o fins i tot una lleugera distorsió de moviment és acceptable, l’obturador rodant és una opció completament suficient i més rendible.

articlesobre què és Rolling Shutte?

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

La clau per decidir entre l'obturador global i l'obturador enrotllat és si l'aplicació del mòdul de la càmera comporta un moviment ràpid i la vostra tolerància a la distorsió del moviment d'imatges. L’elecció requereix una avaluació basada en els requisits de l’aplicació:

Analitzeu el moviment a l'escenari de l'aplicació:

El vostre tema es mourà ràpidament? Què tan ràpid?
El propi mòdul de la càmera es mou ràpidament o vibra violentament quan es dispara?
Necessiteu mesurar, identificar o localitzar objectes en moviment?
Cal sincronitzar-se amb precisió el vostre sistema amb esdeveniments externs d’alta velocitat (com ara senyals de desencadenament, llums estroboscopis)?

Determineu si cal un obturador global:

Si la resposta a alguna de les preguntes anteriors és sí, sobretot si la vostra aplicació requereix una alta precisió de la imatge en presència de moviment, probablement necessiteu un mòdul de càmera d'obturador global. La capacitat d’un obturador global per eliminar la distorsió del moviment és fonamental per assegurar la precisió de les dades d’imatges i assegurar que els algoritmes posteriors poden funcionar de manera fiable. Tot i que és més car, és una inversió clau per assegurar l’èxit de la vostra aplicació.
Escenaris típics que requereixen obturador global: inspecció de visió de màquines de línies de producció d’alta velocitat, reconeixement de la matrícula, mesura industrial, seguiment de moviments AR/VR i sistemes de múltiples càmeres que requereixen sincronització precisa.

Determineu si l'obturador enrotllament és suficient:

Si la vostra aplicació capta principalment objectes fixos o lents, o fins i tot una lleugera distorsió de moviment es pot compensar fins a un cert punt per un programari sense afectar l’èxit de la missió final, l’obturador rodant sol ser una elecció més rendible.
Escenaris típics adequats per a l'obturador enrotllat: control estàtic, videoconferència, exploració de documents, fotografia general, aplicacions sensibles a costos que no impliquen moviment d'alta velocitat.

Pesa el cost i el rendiment:

Trieu només un mòdul d'obturador global i accepteu el seu cost relativament més elevat després d'estar segur que necessiteu la captura de moviment sense distorsions i les característiques precises de sincronització proporcionades per l'obturador global. Si l’obturador rodant és suficient per satisfer les vostres necessitats, aprofiteu el seu avantatge de costos. Durant el procés de selecció del mòdul de la càmera, assegureu -vos de revisar detingudament el full d’especificació del mòdul per aclarir el seu tipus d’obturador.sobre com triar el mòdul de càmera per al sistema de visió.

A la competència entre l'obturador global i l'obturador enrotllat, no hi ha cap "millor" o "pitjor" absolut, només "més adequat". Amb les seves característiques simultànies de captura, l’obturador global és una opció ideal per eliminar la distorsió del moviment, aconseguir una sincronització precisa i capturar moments d’alta velocitat. És especialment indispensable en camps com ara la visió de la màquina, el control del trànsit i l’automatització industrial que requereixen una precisió d’imatge extremadament elevada, malgrat el seu cost relativament elevat. L’obturador Rolling és una opció preferida per a moltes aplicacions generals i de consum a causa de la seva estructura simple i el seu baix cost, i el seu bon rendiment quan es disparen objectes immòbils o lents.

Comprendre les diferències fonamentals entre aquestes dues tecnologies d’obturador i el seu impacte en la imatge i, basant -se en els requisits de l’escenari de l’aplicació per a la captura de moviment i la precisió de la imatge, és la clau per fer l’elecció del tipus d’obturador del mòdul de càmera adequat. Avalueu detingudament els requisits de l’aplicació per trobar la millor solució de visió per a vosaltres.

1.CAN el programari Corregiu la distorsió del moviment causada per l'obturador enrotllat?
A.Fins a cert punt, sí. Hi ha algoritmes de programari que intenten corregir la distorsió del moviment causada per l’obturador rodant analitzant el moviment i aplicant una compensació computacional. Tanmateix, aquesta correcció de programari té una efectivitat limitada, sobretot quan el moviment és molt ràpid o l’escena és complexa, és difícil eliminar completament la distorsió i augmenta la latència de processament i la càrrega computacional. Per a aplicacions que requereixen una alta precisió i un rendiment en temps real, l’obturador global sol ser una solució més fiable i eficient.

2.Does Global Outter afecten fotografies fixes?
A. Quan disparar encara objectes o la càmera és estacionària, no es reflecteix l’avantatge d’eliminació de la distorsió del moviment de l’obturador global. En aquest moment, la diferència principal entre l'obturador global i l'obturador rodant es troba en altres aspectes, com ara el nivell de soroll potencial, l'eficiència de la fotosensibilitat o el cost. Els sensors d’obturadors globals tenen circuits addicionals dins del píxel, cosa que pot tenir un impacte en la seva àrea de fotosensibilitat o el control del soroll (tot i que la tecnologia moderna l’ha millorat molt). Per tant, per a aplicacions que només fan fotos fixes, l’ús de l’obturador enrotllament generalment no tindrà un impacte negatiu significatiu i pot ser menys costós.

3. Quins tipus de sensors solen utilitzar l'obturador global?
A.Històricament, els sensors CCD eren persianes globals per naturalesa a causa del seu mecanisme de transferència de càrrega. Els primers sensors CMOS eren principalment persianes rodants. Però, amb l’avanç de la tecnologia CMOS, els sensors CMOS moderns han pogut assolir una funcionalitat global de l’obturador mitjançant dissenys de píxels més complexos, anomenats CMOs de l’obturador global. Per tant, actualment, la tecnologia de persianes globals existeix principalment en sensors CCD (cada cop menys habituals) i sensors CMOs d’alt rendiment. Si necessiteu un obturador global, normalment trobareu aquesta anotació en les especificacions de sensors CMOs d’alt rendiment.

Envieu -nos els vostres requisits per als mòduls de càmeres i personalitzarem la millor solució per a vosaltres. Amb les nostres solucions premium, podeu millorar els vostres productes, implicar els vostres clients i obrir noves oportunitats per al creixement i l’èxit de les aplicacions de visió incrustades.

Envieu consultes ara