電子快門是相對相機的機械快門功能而提出的一個術(shù)語,它相當(dāng)于控制CCD圖像傳感器的感光時間,由于CCD感光的市值就是信號電荷的積累,感光越長,信號電荷積累實踐也越長,輸出信號電流的幅值也越大。
CCD工業(yè)相機的電子快門是利用電子技術(shù)在時間上控制CCD芯片上電荷的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)移,從而得到“快門”效果。電子快門是利用了CCD不通電不工作的原理,在CCD不通電的情況下,盡管像場窗口“大敞開”,但是并不能產(chǎn)生圖像。如果在按下快門鈕時,使用電子時間電路,使CCD只通電“一個指定的時間長短”,就也能獲得像有快門“瞬間打開”一樣的效果。
電子快門的特點是無運轉(zhuǎn)噪聲、速度檔次多、速度快,適合分析快速運動過程,但存在圖像的不連續(xù)、間斷跳躍感。常見的電子快門的方式有rolling shutter 和 Global shutter兩種,rolling shutter是逐行順序曝光,所以不適合運動物體的拍攝。當(dāng)采用global shutter方式曝光時,所有像素在同一時刻曝光,類似于將運動物體凍結(jié)了,所以適合拍攝快速運動的物體。
如果CCD的曝光時間過長,就會使速度快的運動物體變模糊。CCD工業(yè)相機、CCD工業(yè)攝像頭的電子快門可以使曝光時間得到控制和調(diào)節(jié),這種調(diào)節(jié)可以用CCD工業(yè)相機、CCD工業(yè)攝像頭上的開關(guān)組合來實現(xiàn),也可以通過CCD工業(yè)攝像機上的串行總線來控制。這種非機械式的、具有很大的靈活性的快門控制,給視覺系統(tǒng)帶來了極大的好處。 電子快門的曝光時間的變化,僅僅改變了CCD光敏像元對外來光的感應(yīng)時間,但不會改變CCD內(nèi)在的視頻讀出周期。對于運動物體來說,快門時間越短,所獲取的圖像越精確,即越不模糊,但過短的曝光時間會使光照強度大大提高,給光照技術(shù)帶來很大的困難,所以應(yīng)選擇合適的快門時間。
快門時間與物體的大小、運動速度、物體至鏡頭的距離等因素有關(guān),特別是機器視覺系統(tǒng)對獲取器圖像的精度要求,以像元為單位,例如1個、2個或者1/2個像元精度。
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