25/08/21Дар ҷаҳони тасвири рақамӣ, чанд омили техникӣ ба сифати тасвир ҳамчун намуди пардаи электронӣ дар сенсори шумо таъсир мерасонанд. Новобаста аз он ки шумо равандҳои саноатии баландсуръатро наворбардорӣ мекунед, пайдарпайии кинематографӣ ё сабт кардани падидаҳои ночизи астрономӣ, технологияи парда дар дохили камераи CMOS-и шумо дар пайдо шудани тасвири ниҳоии шумо нақши муҳим мебозад.
Ду намуди бартаридоштаи пардаҳои электронии CMOS, пардаҳои глобалӣ ва пардаҳо, барои фош кардан ва хондани нур аз сенсор равишҳои хеле гуногун доранд. Фаҳмидани фарқиятҳо, ҷиҳатҳои қавӣ ва мубодилаи онҳо муҳим аст, агар шумо хоҳед, ки системаи тасвирии худро ба барномаи худ мувофиқ созед.
Ин мақола мефаҳмонад, ки пардаҳои электронии CMOS чӣ гунаанд, пардаҳои глобалӣ ва чархзананда чӣ гуна кор мекунанд, онҳо дар ҳолатҳои воқеӣ чӣ гуна кор мекунанд ва чӣ гуна тасмим гирифтан мумкин аст, ки кадомаш барои шумо беҳтар аст.
Панелҳои электронии CMOS чистанд?
Сенсори CMOS қалби аксари камераҳои муосир мебошад. Он барои табдил додани нури воридотӣ ба сигналҳои электрикӣ масъул аст, ки онҳоро ба тасвир коркард кардан мумкин аст. «Планка» дар аКамераи CMOSҳатман пардаи механикӣ нест - бисёре аз тарҳҳои муосир ба пардаи электронӣ такя мекунанд, ки чӣ гуна ва кай пикселҳо рӯшноӣ мегиранд.
Баръакси пардаҳои механикӣ, ки рӯшноиро аз ҷиҳати ҷисмонӣ манъ мекунад, пардаи электронӣ тавассути оғоз ва қатъ кардани ҷараёни заряд дар ҳар як пиксел кор мекунад. Дар тасвири CMOS, ду меъмории асосии пардаҳои электронӣ мавҷуданд: пардаи глобалӣ ва пардаи парда.
Чаро фарқият муҳим аст? Азбаски усули таъсир ва хондан бевосита таъсир мерасонад:
● Намоиши ҳаракат ва таҳриф
● Андешидани тасвир
● Ҳассосияти паст ба рӯшноӣ
● Меъёри чаҳорчӯба ва таъхир
● Мутобиқати умумӣ барои намудҳои гуногуни аксбардорӣ, видео ва тасвирҳои илмӣ
Фаҳмидани пардаи глобалӣ
Манбаъ: GMAX3405 Sensor Global Shutter
Чӣ тавр Global Shutter кор мекунад
Камераҳои пардаи CMOS Global экспозицияи худро ҳамзамон дар тамоми сенсор оғоз ва хотима медиҳанд. Ин бо истифода аз 5 ё зиёда транзисторҳо дар як пиксел ва як "нигоҳдорӣ" ба даст оварда мешавад, ки ҳангоми хондан зарядҳои фотоэлектрони бадастомадаро нигоҳ медорад. Пайдарҳамии экспозиция чунин аст:
1. Гӯшдории ҳамзамон дар ҳар як пиксел тавассути тоза кардани зарядҳои бадастомада дар замин оғоз кунед.
2. Вақти экспозитсияи интихобшударо интизор шавед.
3. Дар охири экспозитсия зарядҳои бадастомадаро ба гиреҳи нигаҳдории ҳар як пиксел интиқол диҳед ва экспозицияи он чаҳорчӯбаро ба анҷом расонед.
4. Қатор ба сатр, электронҳоро ба конденсатори хондани пиксел интиқол диҳед ва шиддати ҷамъшударо ба меъмории хондан интиқол диҳед, ки дар натиҷа конвертерҳои аналогӣ ба рақамӣ (ADCs) анҷом меёбад. Гӯшдории навбатӣ одатан метавонад ҳамзамон бо ин қадам анҷом дода шавад.
Афзалиятҳои Global Shutter
● Бе таҳрифи ҳаракат - Субъектҳои ҳаракаткунанда шакл ва геометрияи худро бидуни каҷ ё ларзиш, ки ҳангоми хондани пайдарпай рух медиҳанд, нигоҳ медоранд.
● Аксгирии баландсуръат – Идеалӣ барои ях кардани ҳаракат дар саҳнаҳои зудҳаракат, ба мисли варзиш, робототехника ё назорати сифати истеҳсолот.
● Вақти паст - Ҳама маълумоти тасвирӣ якбора дастрас аст, ки ҳамоҳангсозии дақиқро бо рӯйдодҳои беруна, ба монанди импулсҳои лазерӣ ё чароғҳои строб имкон медиҳад.
Маҳдудиятҳои Global Shutter
● Ҳассосияти рӯшноӣ камтар - Баъзе тарҳҳои глобалии пикселҳои пардаҳо самаранокии ҷамъоварии рӯшноиро қурбон мекунанд, то схемаи барои таъсири ҳамзамон зарурӣ мувофиқат кунад.
● Хароҷоти баланд ва мураккабӣ - Истеҳсол мушкилтар аст ва аксар вақт боиси баланд шудани нархҳо дар муқоиса бо ҳамтоёни пардаҳои парда мегардад.
● Потенсиали зиёд шудани садо - Вобаста аз тарҳи сенсор, электроникаи изофӣ барои як пиксел метавонад боиси каме баланд шудани садои хониш гардад.
Фаҳмидани пардаи парда
Чӣ тавр пардаи парда кор мекунад
Бо истифода аз ҳамагӣ 4 транзистор ва бе гиреҳи нигаҳдорӣ, ин шакли соддатари тарҳи пикселии CMOS ба кори мураккабтари пардаи электронӣ оварда мерасонад. Пикселҳои пардаи парда экспозицияи сенсорро дар як сатр оғоз ва қатъ намуда, сенсорро ба поён мепартоянд. Барои ҳар як экспозиция пайдарпайии муқобил (инчунин дар расм нишон дода шудааст) риоя карда мешавад:
Тасвир: Раванди парда барои сенсори камераи 6x6 пиксел
Чаҳорчӯбаи аввал экспозитсияро (зард) дар болои сенсор оғоз мекунад ва бо суръати як сатр дар як вақт ба поён ҳаракат мекунад. Пас аз ба итмом расидани экспозиция барои хати боло, хондан (арғувон) ва пас аз оғози экспозицияи навбатӣ (кабуд) сенсорро ба поён мерӯфт.
1. Таъсири қабати болоии сенсорро тавассути тоза кардани зарядҳои ба даст овардашуда ба замин оғоз кунед.
2. Пас аз гузаштани 'вақти сатр', ба сатри дуюми сенсор гузаред ва экспозицияро оғоз намуда, ба поёни сенсор такрор кунед.
3. Пас аз ба итмом расидани вақти экспозитсияи дархостшуда барои сатри боло, экспозитсияро бо фиристодани пардохтҳои бадастомада тавассути меъмории хониш хотима диҳед. Вақти барои ин кор сарфшуда "вақти қатор" мебошад.
4. Ҳамин ки хондани як сатр ба анҷом расид, он омода аст, ки аз Қадами 1 боз экспозитсияро оғоз кунад, ҳатто агар ин маънои такрор кардани сатрҳои дигари экспозитсияи қаблиро дошта бошад.
Афзалиятҳои пардаи парда
●Иҷрои беҳтари нури паст- Тарҳҳои пиксел метавонанд ба ҷамъоварии рӯшноӣ афзалият дода, таносуби сигнал ба садоро дар шароити торик беҳтар кунанд.
●Диапазони баландтари динамикӣ- Тарҳҳои хониши пайдарпай метавонанд равшантар ва сояҳои ториктарро зеботар идора кунанд.
●Бештар дастрас– Сенсорҳои пардаи CMOS барои истеҳсол бештар маъмул ва камхарҷ мебошанд.
Маҳдудиятҳои пардаи парда
●Артефактҳои ҳаракат– Мавзӯъҳои зудҳаракат метавонанд каҷ ё каҷ пайдо шаванд, ки бо номи “эффекти пардача” маълум аст.
●Таъсири Jello дар видео– Наворҳои дастӣ бо ларзиш ё паймоиши зуд метавонанд боиси ларзиш дар тасвир шаванд.
●Мушкилоти синхронизатсия- Камтар барои барномаҳое, ки вақти дақиқро бо рӯйдодҳои беруна талаб мекунанд.
Global против. Rolling Shutter: Муқоисаи паҳлӯ ба паҳлӯ
Ин аст манзараи сатҳи баланд дар бораи муқоисаи пардаҳо ва глобалӣ:
| Хусусият | Пардаи чархзананда | Шабакаи глобалӣ |
| Тарҳрезии пиксел | 4-транзистор (4T), гиреҳи нигоҳдорӣ нест | 5+ транзистор, гиреҳи нигоҳдорӣ дар бар мегирад |
| Ҳассосияти рӯшноӣ | Омили баландтари пуркунӣ, ба осонӣ ба формати рӯшаншуда → баландтар QE мутобиқ карда мешавад | Омили поёнии пуркунӣ, BSI мураккабтар |
| Фаъолияти садо | Одатан садои хониш камтар | Аз ҳисоби схемаҳои иловагӣ метавонад садои каме баландтар дошта бошад |
| Таҳрифи ҳаракат | Имконпазир (эффекти каҷ, ларзон, желло) | Ягон - ҳамаи пикселҳо дар як вақт фош карда мешаванд |
| Потенсиали суръат | Метавонад экспозитсияҳоро такрор кунад ва сатрҳои сершуморро хонад; аксар вақт дар баъзе тарҳҳо тезтар | Бо хондани пурраи чаҳорчӯба маҳдуд аст, гарчанде ки хониши тақсимшуда метавонад кӯмак кунад |
| Арзиш | Арзиши пасти истеҳсолот | Арзиши баландтари истеҳсолот |
| Беҳтарин ҳолатҳои истифода | Тасвири кам-кам, кинематография, суратгирии умумй | Гирифтани ҳаракати баландсуръат, санҷиши саноатӣ, метрологияи дақиқ |
Тафовутҳои асосии иҷроиш
Пикселҳои парпечшуда одатан тарҳи 4-транзисторро (4T) бидуни гиреҳи нигаҳдорӣ истифода мебаранд, дар ҳоле ки пардаҳои глобалӣ барои нигоҳ доштани фотоэлектронҳо пеш аз хондан 5 ё зиёда транзистор барои як пиксел ва схемаи иловагиро талаб мекунанд.
●Омили пур ва ҳассосият– Меъмории соддатари 4T имкон медиҳад, ки омили пуркунии пиксел баландтар бошад, яъне бештари сатҳи ҳар як пиксел ба ҷамъоварии нур бахшида шудааст. Ин тарҳ дар якҷоягӣ бо он, ки сенсорҳои парпечро ба формати рӯшаншуда осонтар мутобиқ кардан мумкин аст, аксар вақт ба самаранокии баландтари квантӣ оварда мерасонад.
●Фаъолияти садо– Транзисторҳои камтар ва схемаҳои мураккаби камтар одатан маънои онро доранд, ки пардаҳои чархзананда садои хондани камтар доранд ва онҳоро барои барномаҳои нури кам мувофиқ мекунанд.
●Потенсиали суръат- Дар баъзе меъморӣ пардаҳои чархзананда метавонанд тезтар бошанд, зеро онҳо имкон медиҳанд, ки экспозиция ва хонданро такрор кунанд, гарчанде ки ин аз тарҳрезии сенсор ва электроникаи хониш хеле вобаста аст.
Арзиш ва истеҳсолот - Соддии пикселҳои парпечшуда одатан ба коҳиши хароҷоти истеҳсолӣ дар муқоиса бо пардаҳои ҷаҳонӣ табдил меёбад.
Мулоҳизаҳо ва техникаи пешрафта
Пардаи псевдо-глобалӣ
Дар ҳолатҳое, ки шумо метавонед дақиқ назорат кунед, ки ҳангоми ба сенсор расидани нур, масалан, истифодаи манбаи нури LED ё лазерӣ, ки аз ҷониби сахтафзор ба кор андохта шудааст, шумо метавонед бо пардаҳои ғелонда ба натиҷаҳои “ба мисли глобалӣ” ноил шавед. Ин усули пардаи псевдо-глобалӣ равшаниро бо равзанаи экспозиция ҳамоҳанг карда, артефактҳои ҳаракатро бе талаб кардани тарҳи воқеии глобалии парда кам мекунад.
Бархӯрди тасвир
Сенсорҳои пардача метавонанд пеш аз анҷоми хондани чаҳорчӯбаи ҷорӣ ба фош кардани чаҳорчӯбаи навбатӣ шурӯъ кунанд. Ин экспозитсияи такрорӣ давраи корро беҳтар мекунад ва барои барномаҳои баландсуръат муфид аст, ки гирифтани шумораи ҳадди аксар фоторамкаҳо дар як сония муҳим аст, аммо метавонад таҷрибаҳои ҳассоси вақтро душвор гардонад.
Хониши чанд қатор
Бисёр камераҳои баландсуръати CMOS метавонанд дар як вақт зиёда аз як сатри пикселро хонанд. Дар баъзе режимҳо сатрҳо ҷуфт хонда мешаванд; дар тарҳҳои пешрафта, то чор сатрро ҳамзамон хондан мумкин аст ва ин вақти хондани чаҳорчӯбаро ба таври муассир коҳиш медиҳад.
Архитектураи сенсори тақсимшуда
Ҳам пардаҳои даврӣ ва ҳам глобалӣ метавонанд тарҳбандии тақсимшудаи сенсорро истифода баранд, ки дар он сенсори тасвир амудӣ ба ду ним тақсим карда мешавад, ки ҳар кадоми онҳо сатри ADC-ҳои худро доранд.
● Дар сенсорҳои ҷудошавандаи парда, хондан аксар вақт аз марказ оғоз мешавад ва ба берун ба тарафи боло ва поён меғелонад ва таъхирро боз ҳам коҳиш медиҳад.
● Дар тарҳҳои глобалии парда, хониши тақсим метавонад суръати кадрҳоро бе тағир додани ҳамзамон экспозиция беҳтар кунад.
Чӣ тавр барои дархости худ интихоб кардан мумкин аст: Rolling ё Global Shutter?
Пардаи глобалӣ метавонад ба барномаҳо фоида расонад
● Вақти дақиқи баланди рӯйдодҳоро талаб кунед
● Вақти хеле кӯтоҳи экспозицияро талаб кунед
● Пеш аз оғози харид барои ҳамоҳангсозӣ бо ҳодиса таъхири зермиллисонияро талаб кунед
● Ҳаракат ё динамикаи миқёси калонро дар ҷадвали шабеҳ ё тезтар ба пардаи парда сабт кунед
● Гирифтани ҳамзамон дар тамоми сенсорро талаб кунед, аммо манбаи рӯшноиро барои истифодаи пардаи псевдо-глобалӣ дар як минтақаи калон идора карда наметавонад
Пардаи чархзананда метавонад ба барномаҳо фоида расонад
● Мушкилоти барномаҳои равшании кам: Самаранокии иловагии квантӣ ва садои пасти камераҳои парда аксар вақт ба беҳтар шудани SNR оварда мерасонад.
● Барномаҳои баландсуръат, ки ҳамзамон будани дақиқ дар сенсор муҳим нест ё таъхир дар муқоиса бо ҷадвалҳои таҷрибавӣ хурд аст
● Дигар замимаҳои умумӣ, ки дар он соддагии истеҳсолот ва арзиши пасти камераҳои пардаҳо фоидаоваранд
Фикрҳои нодурусти умумӣ
1. «Планкаҳои қаҳваранг ҳамеша бад аст».
Дуруст нест - пардаҳои чархдор барои бисёр ҳолатҳои истифода беҳтаринанд ва аксар вақт аз пардаҳои глобалӣ дар нури кам ва диапазони динамикӣ бартарӣ доранд.
2. "Планкаи глобалӣ ҳамеша беҳтар аст."
Гарчанде ки гирифтани бидуни таҳриф як бартарият аст, муомилот дар арзиш, садо ва ҳассосият метавонанд аз манфиатҳои тасвири сусттар бартарӣ дошта бошанд.
3. "Шумо наметавонед видеоро бо парда сабт кунед."
Бисёре аз камераҳои баландсифати кинотеатр аз пардаҳои чархдор самаранок истифода мебаранд; техникаи бодиққат тирандозӣ метавонад артефактҳоро кам кунад.
4. "Планкаҳои глобалӣ ҳама норавшании ҳаракатро нест мекунанд."
Онҳо таҳрифи геометриро пешгирӣ мекунанд, аммо норавшании ҳаракат дар натиҷаи таъсири тӯлонӣ ҳоло ҳам метавонад ба амал ояд.
Хулоса
Интихоби технологияи глобалӣ ва пардаи парда дар камераи CMOS ба мувозинати байни коркарди ҳаракат, ҳассосияти рӯшноӣ, арзиш ва эҳтиёҷоти махсуси барномаи шумо вобаста аст.
● Агар ба шумо барои саҳнаҳои зудҳаракати бидуни таҳриф сабт кардан лозим бошад, пардаи глобалӣ интихоби равшан аст.
● Агар шумо иҷрои нури кам, диапазони динамикӣ ва буҷаро авлавият диҳед, пардаи чархдор аксар вақт натиҷаҳои беҳтарин медиҳад.
Фаҳмидани ин фарқиятҳо кафолат медиҳад, ки шумо метавонед асбоби дурустро интихоб кунед - хоҳ он барои тасвири илмӣ, мониторинги саноатӣ ё истеҳсоли эҷодӣ.
Саволҳо
Кадом намуди парда барои аксбардорӣ аз аэрофот ё харитасозии дрон беҳтар аст?
Барои харитасозӣ, тадқиқот ва санҷиш, ки дақиқии геометрӣ муҳим аст, пардаи глобалӣ барои пешгирӣ кардани таҳриф афзалият дода мешавад. Бо вуҷуди ин, барои видеои ҳавоии эҷодӣ, пардаи чархзананда то ҳол метавонад натиҷаҳои хуб диҳад, агар ҳаракатҳо назорат карда шаванд.
Интихоби парда ба тасвири нури кам чӣ гуна таъсир мерасонад?
Пардаҳои чархдор одатан дар иҷрои нури кам бартарӣ доранд, зеро тарҳҳои пикселии онҳо метавонанд самаранокии ҷамъоварии нурро авлавият диҳанд. Пардаҳои глобалӣ метавонанд схемаҳои мураккабтареро талаб кунанд, ки метавонанд ҳассосиятро каме кам кунанд, гарчанде тарҳҳои муосир ин холигоҳро маҳкам мекунанд.
Навъи парда чӣ гуна таъсир мерасонадкамераи илмй?
Дар тасвири баландсуръати илмӣ, ба монанди пайгирии зарраҳо, динамикаи ҳуҷайра ё баллистика, пардаи глобалӣ аксар вақт барои пешгирӣ кардани таҳрифи ҳаракат муҳим аст. Аммо барои микроскопияи флуоресцентии паст, акамераи sCMOSбарои баланд бардоштани ҳассосият ва диапазони динамикӣ бо пардаи ғелондашуда интихоб кардан мумкин аст.
Кадомаш барои санҷиши саноатӣ беҳтар аст?
Дар аксари вазифаҳои санҷиши саноатӣ, махсусан онҳое, ки тасмаҳои ҳаракаткунанда, робототехника ё биниши мошинро дар бар мегиранд, пардаи глобалӣ интихоби бехатартар барои таъмини андозагирии дақиқ бидуни хатогиҳои геометрии аз ҳаракат мебошад.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Ҳама ҳуқуқҳо ҳифз шудаанд. Ҳангоми истинод, лутфан манбаъро тасдиқ кунед:www.tucsen.com
