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拍運動物體時,卷簾快門相機能否逆襲全局快門相機?

時間:2024-06-20  17:38:21  來源: 深圳市軒展科技有限公司  瀏覽數: 15

在常規(guī)的認知中,很多用戶都認為,拍攝運動物體時,首先想到的是全局快門相機,認為它不會產生拖尾現象,一定比卷簾快門相機好。事實是這樣嗎?

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


全局快門相機VRS-HD5365
全局快門相機

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

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

#優(yōu)點:
能夠在拍攝運動物體時避免出現圖像扭曲或者“滾動快門”效應,因為全局快門會同時曝光整個圖像傳感器。
適用于捕捉快速移動物體或高速運動的場景,圖像更加清晰和準確。
適用于測量運動物體的速度和位置,例如機器視覺、運動分析等應用。

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

#應用場景:

全局快門相機通常用于需要高速拍攝或者對物體進行精確測量的應用領域,如機器視覺、運動分析、醫(yī)學影像等。

卷簾快門相機FCB-CV7520
卷簾快門相機

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

#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行曝光。在拍攝時,每一行或者每一列的像素會按順序被曝光和讀取,因此在拍攝運動物體時可能會出現圖像扭曲或拖尾的現象。

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

#缺點:
在拍攝高速運動物體時可能會出現圖像扭曲或拖尾的現象,影響圖像質量。
不適用于測量運動物體的速度和位置,可能出現誤差。
對于一些專業(yè)應用領域,如機器視覺、運動分析等,可能表現不如全局快門相機。

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


全局快門相機與卷簾快門相機在自然曝光下的對比

實測效果對比

針對拍運動物體時,全局快門相機是不是一定不會出現拖尾的現象,是不是一定比卷簾快門相機好的問題,軒展科技高級工程師Danny Wang專門做了實測效果對比。

#測試內容:
測試對象:低速轉動和高速轉動的風扇
測試條件:圖像格式相同,均為1080P60

#實測結果:
1、在自動曝光的狀態(tài)下,拍攝低速轉動的風扇,全局快門相機和卷簾快門相機都會產生比較嚴重的拖尾現象,風扇葉邊緣不清晰。

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

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


全局快門相機與卷簾快門相機在1/250秒下的對比


結論:

拍運動物體時,全局快門相機能輸出清晰的圖像,卷簾快門也同樣可以做到,只不過是需要在更小的曝光時間下實現,而且,在整個畫面上噪點較少,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的實測,全局快門相機和卷簾快門相機應該怎么選?

我想你心里已經有了答案。



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