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拍運(yùn)動物體時(shí),卷簾快門相機(jī)能否逆襲全局快門相機(jī)?

時(shí)間:2024-06-20  17:38:21  來源: 深圳市軒展科技有限公司  瀏覽數(shù): 15

在常規(guī)的認(rèn)知中,很多用戶都認(rèn)為,拍攝運(yùn)動物體時(shí),首先想到的是全局快門相機(jī),認(rèn)為它不會產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象,一定比卷簾快門相機(jī)好。事實(shí)是這樣嗎?

首先,給大家普及一下全局快門相機(jī)和卷簾快門相機(jī)的定義、工作原理及優(yōu)勢。


全局快門相機(jī)VRS-HD5365
全局快門相機(jī)

#定義:
全局快門相機(jī)(Global Shutter Camera)是一種采用全局快門曝光技術(shù)的相機(jī)。

#工作原理:
其工作原理是在同一時(shí)間點(diǎn)對整個圖像傳感器的所有像素進(jìn)行曝光,然后同時(shí)讀取所有像素的信號,從而捕捉整個圖像。

#優(yōu)點(diǎn):
能夠在拍攝運(yùn)動物體時(shí)避免出現(xiàn)圖像扭曲或者“滾動快門”效應(yīng),因?yàn)槿挚扉T會同時(shí)曝光整個圖像傳感器。
適用于捕捉快速移動物體或高速運(yùn)動的場景,圖像更加清晰和準(zhǔn)確。
適用于測量運(yùn)動物體的速度和位置,例如機(jī)器視覺、運(yùn)動分析等應(yīng)用。

#缺點(diǎn):
成本較高,通常比卷簾快門相機(jī)更昂貴。
在低光條件下可能會受到噪音影響,表現(xiàn)不如卷簾快門相機(jī)。
對于靜態(tài)或低速物體的拍攝,可能并沒有明顯的優(yōu)勢。

#應(yīng)用場景:

全局快門相機(jī)通常用于需要高速拍攝或者對物體進(jìn)行精確測量的應(yīng)用領(lǐng)域,如機(jī)器視覺、運(yùn)動分析、醫(yī)學(xué)影像等。

卷簾快門相機(jī)FCB-CV7520
卷簾快門相機(jī)

#定義:
卷簾快門相機(jī)(Rolling Shutter Camera)是一種采用卷簾快門曝光技術(shù)的攝像機(jī)。

#工作原理:
其工作原理是通過逐行逐列地曝光和讀取圖像,類似于窗簾一樣從上到下或者從左到右進(jìn)行曝光。在拍攝時(shí),每一行或者每一列的像素會按順序被曝光和讀取,因此在拍攝運(yùn)動物體時(shí)可能會出現(xiàn)圖像扭曲或拖尾的現(xiàn)象。

#優(yōu)點(diǎn):
在靜態(tài)或低速物體的拍攝中表現(xiàn)良好。
在低光條件下通常表現(xiàn)較好,噪音較少。

#缺點(diǎn):
在拍攝高速運(yùn)動物體時(shí)可能會出現(xiàn)圖像扭曲或拖尾的現(xiàn)象,影響圖像質(zhì)量。
不適用于測量運(yùn)動物體的速度和位置,可能出現(xiàn)誤差。
對于一些專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,如機(jī)器視覺、運(yùn)動分析等,可能表現(xiàn)不如全局快門相機(jī)。

#應(yīng)用場景
卷簾快門相機(jī)適用于大多數(shù)的場景,比如安防監(jiān)控、無人機(jī)、醫(yī)療、視頻會議等。它們通常價(jià)格較為實(shí)惠,并且性能穩(wěn)定可靠。然而,在需要捕捉高速運(yùn)動或者對物體進(jìn)行精確測量的專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,通常情況下,卷簾快門相機(jī)可能無法滿足需求。


全局快門相機(jī)與卷簾快門相機(jī)在自然曝光下的對比

實(shí)測效果對比

針對拍運(yùn)動物體時(shí),全局快門相機(jī)是不是一定不會出現(xiàn)拖尾的現(xiàn)象,是不是一定比卷簾快門相機(jī)好的問題,軒展科技高級工程師Danny Wang專門做了實(shí)測效果對比。

#測試內(nèi)容:
測試對象:低速轉(zhuǎn)動和高速轉(zhuǎn)動的風(fēng)扇
測試條件:圖像格式相同,均為1080P60

#實(shí)測結(jié)果:
1、在自動曝光的狀態(tài)下,拍攝低速轉(zhuǎn)動的風(fēng)扇,全局快門相機(jī)和卷簾快門相機(jī)都會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的拖尾現(xiàn)象,風(fēng)扇葉邊緣不清晰。

2、當(dāng)曝光時(shí)間逐漸調(diào)小。
(1)1/100秒時(shí),全局快門相機(jī)所捕捉的圖像拖尾現(xiàn)象明顯小了很多,而卷簾快門相機(jī)的則變化不大;
(2)1/250秒時(shí),全局快門相機(jī)所捕捉的圖像拖尾現(xiàn)象基本沒有了,風(fēng)扇葉邊緣非常清晰,而卷簾快門相機(jī)的仍然不是很清楚;
(3)1/500秒時(shí),卷簾快門相機(jī)所捕捉的圖像拖尾現(xiàn)象改善了很多,風(fēng)扇葉邊緣也有些清晰了,全局快門相機(jī)就不用說了,即使把風(fēng)扇的速度跳到最快檔位,所捕捉到的風(fēng)扇葉邊緣也是很清晰的,只是這時(shí)候畫面上噪點(diǎn)會比較多,也比較暗;

(4)1/1000秒時(shí),卷簾快門相機(jī)所捕捉的圖像拖尾現(xiàn)象完全消失了,風(fēng)扇葉邊緣也變得非常清晰,而且這時(shí)候,畫面的噪點(diǎn)和明暗度變化不大,不會影響圖像的正常輸出,而全局快門相機(jī)則做不到。


全局快門相機(jī)與卷簾快門相機(jī)在1/250秒下的對比


結(jié)論:

拍運(yùn)動物體時(shí),全局快門相機(jī)能輸出清晰的圖像,卷簾快門也同樣可以做到,只不過是需要在更小的曝光時(shí)間下實(shí)現(xiàn),而且,在整個畫面上噪點(diǎn)較少,不會影響圖像的清晰度。

有一句話說得很好,“紙上得來終覺淺”,通過軒展科技高級工程師Danny Wang的實(shí)測,全局快門相機(jī)和卷簾快門相機(jī)應(yīng)該怎么選?

我想你心里已經(jīng)有了答案。



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