关于机器视觉中的”果冻效应“讲解:全局曝光 vs 卷帘曝光

大家好,今天来聊聊工业相机中一个非常重要但常被忽略的知识点 ------ 全局快门(Global Shutter)和卷帘快门(Rolling Shutter)

为什么要聊这个?因为它直接关系到你拍出来的图像是清晰还原,还是一团"果冻"模糊变形!


📸 相机的"快门方式",到底有啥区别?

在机器视觉行业里,相机用的 sensor(传感器)不同,曝光方式也不一样,主要分为两种:

  • 全局快门(Global Shutter)
  • ⚠️ 卷帘快门(Rolling Shutter)

很多人可能听过这两个词,但不清楚它们到底差在哪,甚至以为没啥区别。其实,它们对图像质量尤其是动态物体拍摄的效果影响非常大!


✳ 什么是全局快门?

通俗点说,全局快门就像全班同学一起喊"茄子",一起被拍照。

也就是说,整个画面同时开始曝光、同时结束。曝光结束后,再逐行读取数据,这样拍出来的图像是"同步"的、真实还原的。

  • 没有图像变形
  • 拍动态物体非常清晰
  • 成像效果稳、准、狠

CCD 传感器大多采用这种方式,而一些高端 CMOS 传感器也支持全局快门。


✳ 什么是卷帘快门?

卷帘快门就像"一个班的同学,从第一排到最后一排依次被拍"。

也就是说,曝光是一行一行地进行的:**第一行开始曝光后,第二行才跟着来,接着第三行......**每行之间都有时间差。

结果呢?在拍静物还好,如果拍的是高速移动的物体,比如飞驰的汽车、奔跑的人,那就容易出现传说中的:

💥 果冻效应!

来,脑补一个场景:

你拍一辆快速移动的小车,用卷帘快门的话,小车的图像就会变得歪歪扭扭、像果冻一样抖动变形;而用全局快门,小车就能清晰还原,轮廓分明,妥妥的!

🛠 有解决方案吗?当然有:Global Reset!

很多卷帘快门的相机,其实支持一个"补救神器" ------ Global Reset(全局复位)

它的作用就是让所有行的曝光起点同步,相当于"统一喊茄子",虽然数据还是一行行读取,但曝光启动的时间是一致的,能大大减轻果冻效应。

不过要注意几个小坑:

  • 不同的行曝光时间长短不一样,可能会出现亮度不一致的现象;
  • 所以使用时最好在暗环境下配合工业光源
  • 比如你可以只在曝光时间段内打开光源,其它时间关闭,就能保证图像亮度均衡。

⚙ 怎么设置 Global Reset?

操作也不复杂,分几步搞定:

  1. 连接相机并停止取流
  2. 在软件的属性树里,找到 Trigger Mode(触发模式),打开它;
  3. 接着找到 Sensor Shutter Mode,把它设为 Global Reset 即可。

搞定 ✅


✅ 总结一下

曝光方式 是否同步 拍动态物体 成本 易用性
全局快门 ✅ 同步 👍 很好 💰 较高 高端机型常用
卷帘快门 ❌ 不同步 ⚠️ 易变形 💰 成本低 普遍使用
Global Reset 🔄 起点同步 🚀 缓解果冻效应 💰 中等 部分卷帘快门支持

📌 最后的话

工业相机虽然看起来只是拍个图,但不同的快门模式,背后隐藏着成像精度、设备选择和场景适配的多重技术细节。

这篇文章,希望能让你对"全局快门"和"卷帘快门"有个更清晰、直观的认识。下次再遇到果冻一样的图像,你就知道是怎么回事啦!


📮欢迎留言交流:你在拍摄中遇到过"果冻图"吗?你更倾向使用哪种快门方式?

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