速解析工業(yè)相機(jī)的幀率和曝光(快門)之間的關(guān)系
來源:深圳市凱茉銳電子科技有限公司2025-09-11
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工業(yè)相機(jī)簡介
工業(yè)相機(jī)是常用與工業(yè)視覺領(lǐng)域的常用專業(yè)視覺核心部件,擁有多種屬性,是機(jī)器視覺系統(tǒng)中的核心部件,具有不可替代的重要功能。
工業(yè)相機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線在線檢測、智能交通,機(jī)器視覺,科研,軍事科學(xué),航天航空等眾多領(lǐng)域
工業(yè)相機(jī)的主要參數(shù)包括:分辨率、幀率、像素、像元尺寸、光譜響應(yīng)特性等,本文主要介紹工業(yè)相機(jī)的幀率和它的曝光之間的關(guān)系。
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工業(yè)相機(jī)參數(shù)技術(shù)背景
在工業(yè)相機(jī)中,幀率和曝光是相互依存的參數(shù),影響著拍攝圖像的質(zhì)量。
幀率是指工業(yè)相機(jī)在一秒鐘內(nèi)捕獲的視頻幀的數(shù)量。它對于需要實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控或快速移動(dòng)物體跟蹤的應(yīng)用非常重要。更高的幀率可以提供更流暢的視頻播放,但可能會(huì)減少曝光時(shí)間,并影響圖像的亮度和清晰度。
另一方面,曝光決定了相機(jī)傳感器捕捉到的光量。較長的曝光時(shí)間允許更多的光線進(jìn)入傳感器,產(chǎn)生更明亮的圖像,但如果相機(jī)或場景中的物體在移動(dòng),也可能引入運(yùn)動(dòng)模糊或圖像噪音。
因此,設(shè)置最佳幀率和曝光需要在為實(shí)時(shí)應(yīng)用捕捉足夠的幀數(shù)和獲得足夠的光量以獲得清晰的圖像質(zhì)量之間找到最佳平衡。根據(jù)具體的應(yīng)用要求,不同的工業(yè)相機(jī)可能有不同的調(diào)整幀率和曝光的能力和設(shè)置。
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幀率和快門時(shí)間計(jì)算方式
工業(yè)相機(jī)的幀率和曝光快門時(shí)間之間的計(jì)算是基于以下公式。
快門時(shí)間=1/幀率
例如,如果工業(yè)相機(jī)的幀率是每秒30幀(fps),那么快門時(shí)間的計(jì)算方法是:。
快門時(shí)間 = 1 / 30幀 = 0.0333秒=33.3毫秒=33300微秒
相反,如果所需的快門時(shí)間是已知的,相應(yīng)的幀率可以使用相同的公式計(jì)算。
注意:這種計(jì)算方式是基于最基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)公式來計(jì)算的,可以作為參考,工業(yè)相機(jī)實(shí)際的幀率涉及的因素較多,一般以實(shí)際測試結(jié)果為準(zhǔn)。
很多工程技術(shù)人員對于工業(yè)相機(jī)可能會(huì)有下面類似疑問
是否可以簡單通過曝光快門時(shí)間計(jì)算出相機(jī)幀率?
不可能簡單地從快門時(shí)間計(jì)算出工業(yè)相機(jī)的幀率,因?yàn)閹嗜Q于各種因素,如曝光時(shí)間、讀出時(shí)間、圖像傳輸率和相機(jī)接口帶寬。
幀率可以通過用每秒拍攝的幀數(shù)除以曝光時(shí)間加上讀出時(shí)間來計(jì)算。
此外,相機(jī)規(guī)格表或手冊通常提供給定相機(jī)配置的最大可實(shí)現(xiàn)的幀率,這對確定相機(jī)的整體性能很有用。
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曝光時(shí)間不夠問題咨詢
那么若是需要維持幀率導(dǎo)致因?yàn)槠毓鈺r(shí)間不夠長,圖像不夠明亮的情況,該如何處理?
1、可以通過提高增益值Gain,提高整體圖像亮度,但是可能會(huì)存在圖像噪點(diǎn),因此需要設(shè)置一個(gè)合適的平衡值。
2、可以適當(dāng)調(diào)整鏡頭,調(diào)整光圈,增大相機(jī)的進(jìn)光量,注意,不同品牌鏡頭可能有所差異,在當(dāng)前鏡頭光圈不夠的情況下,可以適當(dāng)更換同焦距鏡頭驗(yàn)證下。
3、可以提供機(jī)器視覺的光源的亮度,對應(yīng)一個(gè)機(jī)器視覺系統(tǒng)而言,光源的重要性是至關(guān)重要的??梢酝ㄟ^調(diào)整光源的功率或者光源的頻閃程度,提高光源亮度。
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