全局快门与滚动快门：曝光方式解析与应用选择

"这篇白皮书主要探讨了全局快门和滚动快门两种曝光方式在机器视觉中的功能和特性，适用于工业图像处理应用的选择。内容包括快门的基本概念、全局快门和滚动快门的工作原理、滚动快门效应及其对运动模糊的影响，以及如何通过调整光源和曝光时间来减轻滚动快门效应。文中还提到了CCD和CMOS感光芯片技术的区别，以及分辨率和图像质量的关系。" 全局快门和滚动快门是相机中用于捕捉图像的两种不同曝光方式，对于机器视觉系统的选择至关重要。快门的基本概念源于传统相机，控制光线照射到感光元件的时间，以达到适当的曝光。在现代数字相机中，这个过程通过电子方式实现。 全局快门的工作方式类似于胶片相机，一次性打开所有像素进行曝光，然后再关闭。这意味着整个图像在同一时刻被捕捉，这对于高速运动物体或者移动的相机非常适用，可以避免因曝光时间差异导致的运动模糊。例如，Sony的Pregius系列就提供了全局快门的CMOS芯片，打破了以往CCD芯片的局限。 滚动快门则是逐行曝光，每一行像素在不同时间进行感光，这可能导致在拍摄快速运动物体时出现失真，如弯曲的线条或扭曲的形状，这种现象称为滚动快门效应。当物体或相机本身快速移动时，滚动快门效应尤为明显。为了减轻这种效应，可以使用短曝光时间和闪光灯照明，使得每个像素的曝光时间更一致。 在考虑分辨率时，虽然更高的分辨率可以提供更详细的图像信息，但并不一定意味着图像质量的提升。在某些情况下，如果相机的读取速度无法匹配高分辨率带来的大量数据，可能会导致图像质量下降，因此选择合适的分辨率与相机性能和应用需求相匹配至关重要。 全局快门和滚动快门各有优缺点，适用于不同的应用场景。全局快门在需要精确捕捉高速运动场景时更为理想，而滚动快门可能在成本和功耗上更具优势，但需要在运动模糊问题上进行补偿。正确理解这两种快门的工作原理，有助于根据具体需求选择最佳的机器视觉解决方案。