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什么是工业相机的全局曝光与卷帘曝光?
2019.06.27
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一、全局曝光与卷帘曝光的定义


1、全局曝光

顾名思义,注重“全局”两字。全局曝光针对的是CCD和全局系列CMOS。

当快门打开时,所有的光线行一次入射到芯片的整个表面,然后快门再次关闭。

这种情况下“全局”指的是整个表面同时曝光,一次即拍摄整个图像区域。也就是说:在全局曝光下,所有的像素曝光时间都是同步开始和结束。


2、卷帘曝光

顾名思义,注重“卷帘”两字。就像拉开卷帘窗一样。卷帘曝光主要是针对于CMOS。当快门打开时,各行被一行一行按顺序曝光。

也就是说:卷帘曝光下,所有的像素不会同时开始曝光与结束,而是按照行进行。


卷帘移动过程中的某个位置

卷帘在移动过程中的后一个位置


二、全局曝光与卷帘曝光影响

卷帘曝光每个像素需要两个晶体管输送电子,所以卷帘曝光能减少产生的热量,并显著降低环境噪声。而全局曝光下需要4-5个晶体管会产生相对高水平的环境噪声和热量。当然,4-5晶体管比2个晶体管的要贵。

 

三、运动采集图像

机器视觉过程中必须保证图像清晰、防止拖影出现。飞拍适用于全局曝光相机,卷帘曝光模式一般不适用。

在运动物体图像采集过程中,必须考虑运动物体速度,速度大小严重影响图像采集效果;同时图像质量受拍摄视野的大小影响较大;

彩色相机因为滤光片问题,很难适用于小视野运动图像采集。

此外曝光时间,通光量都影响图像效果。如图,全局相机下运动速度过高采集图像时,容易出现拖影,图像边界不锐利。

 

四、利用闪光灯的卷帘曝光

工业相机会提供闪光灯的接线,将数字信号输出,发送到外部闪光灯。然后延长曝光时间,使各个部分的曝光与闪光持续时间重叠。但是这种方式很难使用与多种领域,因为选择过长曝光运动抓拍会导致图像现象严重,话说这种方式不常见。


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