Problema conceitual sobre persianas eletrônicas

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Estive observando sensores e câmeras CCD e CMOS para decidir qual deles usar no processo de controle automático de um processo de impressão. A essa altura, eu já entendi quase todos os números e abreviações essenciais, mas ainda há um problema com as persianas.

Entendo que existem diferentes tipos de persianas, mecânicas e eletrônicas, e posso entender como elas funcionam. Meu problema está relacionado à velocidade do obturador. Se eu usar um obturador mecânico, bem, a velocidade máxima do obturador depende desse elemento específico da montagem, mas como funciona para obturadores eletrônicos? Eu nunca li "Velocidade máxima do obturador" em nenhuma especificação. A única coisa que eu costumo ver flutuando são quadros por segundo. Mas esses geralmente não ultrapassam um limite de cerca de 120 qps. Dependendo de como o sensor é construído, pode-se pensar que a velocidade máxima do obturador é 1/120 ou 1/240 se usar meios quadros.

Isso pode estar certo? Parece muito lento. Vou me deparar com a tarefa de gravar imagens nítidas e claras de papel que se movem a cerca de 17 m / s. Isso nunca é possível com velocidades do obturador tão lentas. Serei forçado a usar um obturador mecânico ou estou entendendo algo errado?

computer-vision cameras

— Cyianor
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Talvez photo.stackexchange.com possa ser um lugar melhor para postar esta pergunta?

— David Cary

Eu vou tentar isso. Obrigado pela recomendação.

— Cyianor 17/05

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Velocidade do obturador é sinônimo de tempo de exposição . O tempo de exposição está vinculado aos quadros por segundo (FPS):

$t_{exposure} + t_{readout} \leq 1 / {FPS}$

Portanto, a resposta para sua pergunta é: não. O FPS geralmente é o fator mais limitador, devido à velocidade de leitura e à largura de banda para transmitir os dados. O FPS selecionado fornece um limite superior para o tempo de exposição, mas não um limite inferior. Você pode diminuir o tempo de exposição. O quão curto depende do modelo da sua câmera, mas geralmente muito menor que um milissegundo.

— Jakob
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Obrigado pela resposta! Isso é basicamente o que eu aprendi com outras fontes também agora. Mas não deveria ser

t_{e x p o s u r e} + t_{r e a d o u t} \leq 1 / F P S

$t_{exposure} + t_{readout} \leq 1 / FPS$ ?

— Cyianor 07/07

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Provavelmente depende se você usar o FPS literal ou interpretá-lo como uma frequência em Hz. Mas concordou, acho que é mais confuso mantê-lo lá.

— Jakob

Agora que li minha pergunta novamente, percebi que pretendia fazer outra coisa. A maneira como é publicada, embora você definitivamente tenha respondido à minha pergunta.

— Cyianor 9/07/2015

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Acredito que no mundo eletrônico, o principal determinante será o poder de processamento. Sua velocidade (ou fps) será limitada por dois fatores:

a duração da exposição necessária para uma determinada configuração ISO e níveis de iluminação
entre cada exposição, a eletrônica precisará processar os dados do sensor e armazená-los

A quantidade de tempo que leva para essas duas coisas acontecerem ao mesmo tempo determinará sua taxa de quadros. Portanto, não é realmente uma especificação do próprio sensor, mas depende da eletrônica e do software de suporte.

Tecnicamente falando, o próprio sensor não possui uma configuração ISO, mas depende do software e trata-se de SNR ou taxa de sinal / ruído (consulte este artigo ).

Outra coisa a considerar ao filmar cenas de alta velocidade é que um sensor CMOS usará um obturador. Isso pode causar alguns efeitos estroboscópicos estranhos, devido à maneira como ele coleta apenas informações de uma parte do sensor por vez e rola por todas as linhas (ou colunas) no sensor sucessivamente. O CCD pode ser a melhor opção para minimizar esse artefato.

Aqui estão alguns vídeos que demonstram o efeito das persianas nas câmeras CMOS:

— Polvo
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Obrigado pela sua resposta. Hoje, a maioria dos sensores CMOS para aplicativos de alta velocidade possui obturadores globais, eliminando o problema que você nomeou. No entanto, os fabricantes de sensores e câmeras são realmente sobre a velocidade do obturador. Eu não sei bem o porquê. Eu recebi algumas respostas das empresas e elas têm velocidades máximas do obturador em suas folhas de dados. Mas de longe nem todos eles.

— Cyianor