Vad är GRR-slutare? Vilka är de vanligaste problemen och lösningarna?

I applikationer som näthinneskanning används kameror med rullande slutare för att ta bilder med låga exponeringsfördröjningar för att maximera approximationen av det mänskliga ögat. I det här fallet måste kameran exponera sig för hela ögat eller näthinnan i en enda slutare för att undvika artefakter från rullande slutare. Så, hur går vi tillväga för att åstadkomma detta, med tanke på att kameror med rullande slutare exponerar varje bildruta rad för rad?
 
Det är vad vi behöver veta i det här inlägget. Vissa kameror med rullande slutare är utrustade med en Global Reset Release (GRR) -funktion som löser detta problem på ett bra sätt. Låt oss ta en närmare titt nedan.

Vanliga typer av slutare

Tidigare har vi tittat på två vanliga typer av kameraslutare: global slutare och rullande slutare. FörMer om skillnadenfinns i den här artikeln.
 
Vad är en global slutare? Global slutarteknik gör att alla pixlar på en kameras sensor kan exponeras samtidigt, och är särskilt effektiv för att fånga snabbrörliga objekt eller fotografera medan kameran rör sig, eftersom den minskar rörelseoskärpa och bildförvrängning. Det är dock vanligtvis dyrare.
 
Vad är rullande slutare? Rolling shutter-teknik, å andra sidan, exponerar pixlar en efter en, vilket också kan leda till det som kallas "rolling shutter-effekten", vilket kan resultera i bildförvrängning när du fångar objekt som rör sig snabbt. Ändå är kameror med rullande slutare gynnade i många applikationer på grund av deras kostnadseffektivitet och låga brusegenskaper.
 
Så för att lösa de problem som är förknippade med global öppen och rullande slutare, samtidigt som fördelarna med båda bibehålls, skapades Global Reset Release Shutter (GRR).

 
Vad är GRR-läge?

Vad är en global återställning? Global Reset Release Shutter (GRR) är en variant av Global och Rolling Shutters som kombinerar funktionerna hos både Global och Rolling Shutters och är utformad för att minska eller eliminera rullslutareffekten samtidigt som kostnadseffektiva och låga ljudnivåer bibehålls. GRR-slutaren efterliknar beteendet hos den globala slutaren under exponeringsfasen, där alla pixlar börjar exponeras samtidigt, men liknar den rullande slutaren under läsfasen, där pixeldata läses ut rad för rad.
 
Denna unika manövermekanism gör GRR-slutaren särskilt lämplig för applikationsscenarier där snabbt rörliga föremål måste fångas upp samtidigt som kostnaderna hålls under kontroll. Exempel på detta är industriell syninspektion, robotnavigering och tillämpningar för höghastighetsbildbehandling. GRR-slutaren ger skarpare bilder än traditionella rulljalusier samtidigt som den undviker bildförvrängning orsakad av exponering rad för rad.

 
Hur fungerar GRR-läget?

Arbetsflödet för GRR-läget (Global Reset Release Shutter) omfattar tre huvudsteg: återställningssteget, integrationssteget och avläsningsstadiet.
 
Under återställningsfasen återställs alla rader av pixlar i GRR-läge samtidigt, vilket säkerställer konsekvent exponering. Detta minskar rörelseoskärpa och bildförvrängning när du tar objekt som rör sig snabbt.

 
I integreringsfasen börjar alla pixelrader att exponeras samtidigt, vilket fångar ljuset i scenen. I det här skedet liknar GRR-läget den globala slutaren, vilket ger kameran möjlighet att fånga en dynamisk scen utan att påverkas av den rullande slutareffekten. Avläsningsfasen återgår dock till egenskaperna hos en rullande slutare, där rader av pixlar läses rad för rad, vilket kan leda till ojämn ljusstyrka, särskilt mellan bildens övre och nedre del.
 
För att effektivt kontrollera GRR-läget kan konsekvent belysning tillhandahållas under integrationsfasen genom användning av en blixt eller en extern ljuskälla, vilket säkerställer att alla pixelrader exponeras under samma tid. Denna kontroll kan uppnås genom GPIO-stift eller I2C-kommunikation, som utlöser GRR-sekvensen och synkroniserar belysningen. Till exempel tillhandahåller Basler-kameror parametern ReadoutTimeAbs för att hjälpa användaren att fastställa sensorns avläsningstid, medanSinoseen kameramodultillhandahålla anpassat stöd för GRR-läge.

 
Problem som kan uppstå med GRR-läge och deras lösningar

Även om GRR-läget (Global Reset Release Shutter) erbjuder betydande fördelar när det gäller att minimera den rullande slutareffekten, finns det några nackdelar, särskilt när det gäller bildens ljusstyrka, enhetlighet och exponeringskontroll. För att övervinna dessa problem kan följande tekniker och strategier användas 

Användning av en extern mekanisk slutare

Eftersom raderna av pixlar i GRR-läge läses med olika exponeringstider, resulterar detta i ojämn ljusstyrka i bilden, särskilt mellan toppen och botten av bilden. För att lösa detta problem kan en extern mekanisk slutare användas, som stängs i slutet av integrationsfasen, vilket förhindrar ytterligare exponering av sensorn av omgivande ljus under avläsningen av de första raderna. Denna metod säkerställer att sensorn inte utsätts för ytterligare ljus under avläsningsprocessen, vilket bibehåller en konsekvent bildljusstyrka.

 
Dämpning av omgivande ljus

Genom att använda blixten under exponeringen och se till att den stängs av direkt efter att exponeringen är klar är det möjligt att efterlikna effekten av en global slutare och minska ojämn ljusstyrka på grund av skillnader i exponeringstider mellan raderna. Denna metod kräver exakt kontroll av blixt på och av för att matcha exponeringstiden för GRR-läget.
 
Dessutom kan exponeringskonsistensen förbättras ytterligare genom att använda höghastighets synkroniserad blixtteknik. Denna teknik gör att blixtpulserna kan synkroniseras med kamerans exponeringstid, vilket säkerställer att alla rader av pixlar exponeras under samma tid, vilket minskar skillnader i ljusstyrka i bilden.

 
Justering av programvara

Ojämn ljusstyrka på grund av GRR-läge kan också kompenseras till viss del genom programvarujustering. Genom att analysera bilddata kan variationer i ljusstyrkan identifieras och korrigeras för att förbättra den övergripande kvaliteten på bilden.

 
Hur går jag tillväga för att välja rätt typ av slutare?

Tänk först på programmets rörelseegenskaper. Om din applikation involverar rörliga objekt eller kameror i hög hastighet kan en global slutare vara det bästa valet eftersom den exponerar alla pixlar samtidigt, vilket effektivt undvikerSkillnaden mellan rörelseoskärpa och bildförvrängning. Om din applikation är kostnadskänslig och rörelseoskärpa inte är ett stort problem kan rullande slutare vara ett kostnadseffektivt alternativ.
 
För tillämpningar där kostnad och bildkvalitet måste balanseras erbjuder GRR-slutaren en kompromiss. GRR-slutaren efterliknar beteendet hos en global slutare under exponering, vilket minskar den rullande slutareffekten samtidigt som några av fördelarna med en rullande slutare bibehålls. Detta gör GRR-slutaren lämplig för industriell syninspektion, robotnavigering och höghastighetsbildapplikationer, särskilt i scenarier där exakt kontroll av belysningen krävs för att minimera bildartefakter.
 
Dessutom bör andra faktorer i systemet som bildhastighet, sensorkänslighet, belysningsförhållanden och efterbehandlingskapacitet beaktas. Fatta ett omfattande beslut.
 
Sammanfattningsvis hoppas jag att den här artikeln har hjälpt dig att förstå Global Reset Release Shutter. Om du har något behov av en anpassad global återställningsslutarkameramodul är du välkommen att kontakta oss, Sinoseen har många års erfarenhet i branschen och ett brett utbud av produkter, vi är säkra på att vi kanförse dig med den mest lämpliga kameramodullösningen.

Vanliga frågor

F: Hur påverkar slutartypen bildkvaliteten?

S: Globala slutare ger distorsionsfria bilder, rullande slutare kan orsaka bildförvrängning och GRR-slutare minimerar distorsion samtidigt som de är kostnadseffektiva.
 
F: Hur minskar en GRR-slutare den rullande slutareffekten?

S: GRR-slutaren minskar bildförvrängning på grund av exponering rad för rad genom att exakt kontrollera belysningen eftersom alla pixlar exponeras samtidigt och avläsning görs rad för rad.