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        曝光時間對成像質量的影響

        • 來源:光虎

        曝光時間對成像質量的影響


        在任何工業相機應用中,相機的曝光時間是設置的關鍵。在任意的情況下,由于我們拍攝物體的移動,生成的圖像可能會模糊。為了最大程度的優化圖像質量,可以計算最小曝光時間來消除模糊并最大化拍攝亮度。在這篇文章中,將幫助了解曝光時間對圖像質量的影響并避免它。

        什么是曝光時間

        曝光時間或快門速度是讓光線落在圖像傳感器上的時間。曝光時間越長,就越能“曝光”傳感器為像素充電以使其更亮??扉T速度通常以幾分之一秒的形式給出,例如攝影相機中的 1/60、1/125、1/1000秒。在工業相機中,曝光時間通常以毫秒為單位,只是快門速度的倒數。(即1/60秒=0.0166秒或16毫秒)。

        圖像模糊

        模糊是當物體相對于傳感器移動并在曝光時間內移動跨越2個或更多像素時所得到的。

        當拍攝移動速度超過在曝光時間內可以完全靜止運動的物體時,就會看到這一現象。在左邊的圖像中,可以清晰的拍到運動員,但是球移動得非???,導致看起來很模糊。本例中的曝光時間為 1/500 秒(2 毫秒),但在此曝光期間球移動了許多像素。

        快門速度越快,物體相對于它開始的位置移動的可能性就越小。在機器視覺中,相機絕大多數情況下是固定的,所以它們不會移動,但擔心的是物體在曝光時間內移動所產生的影響。

        根據應用場景的不同,圖像處理可能對模糊敏感,也可能不敏感。例如,假設相機橫向上的分辨率為2448像素,而傳感器上的呈現出來的物體為1000像素。在曝光期間,被拍攝的物體移動1個像素,則在傳感器上呈現出來的圖像就整體偏移了1個像素,這就是“像素模糊”。

        快門速度越快,物體相對于它開始的位置移動的可能性就越小。在機器視覺中,相機絕大多數情況下是固定的,所以它們不會移動,但擔心的是物體在曝光時間內移動所產生的影響。

        根據應用場景的不同,圖像處理可能對模糊敏感,也可能不敏感。例如,假設相機橫向上的分辨率為2448像素,而傳感器上的呈現出來的物體為1000像素。在曝光期間,被拍攝的物體移動1個像素,則在傳感器上呈現出來的圖像就整體偏移了1個像素,這就是“像素模糊”。

        如何計算最合適的曝光時間

        在大多數情況下,都需要沒有像素模糊的清晰圖像。要計算合適的曝光時間,需要注意以下幾點:

        以像素為單位的相機分辨率(沿行進方向)

        視野(FOV)

        物體的速度

        曝光時間

        然后,就可以使用以下公式計算對象在曝光期間將移動多少像素:

        B = Vp * Te * Np / FOV

        B = 以像素為單位的模糊

        Vp = 物體的速度

        FOV = 運動方向的視野

        Te = 曝光時間(以秒為單位)

        Np = 跨越視野的像素數

        光虎視覺認為,在大多數情況下,產生超過1個像素的拖影時,模糊就會成為一個問題。在精密測量中,即使是1個像素的模糊也可能太多,需要使用更快的曝光時間。


        【來源:光虎視覺內部培訓資料】

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