Is een hogere framesnelheid altijd beter voor industriële camera's?

De verwervingsnelheid van een industriële camera, ook bekend als de  de frame rate verwijst naar het aantal beeldframes dat per seconde kan worden vastgelegd. In machinevision systemen, denk je dat hoe hoger de frame rate van de camera is, des te beter de dynamische prestaties zijn? Eigenlijk is dit onjuist. De frame rate van een industriële camera geeft alleen aan de mate van de camera-interface en afbeeldingscompressie. Hoe hoger de interface-overdrachtssnelheid is en hoe kleiner de afbeeldingscompressie, des te hoger de frame rate zal zijn. Dit beïnvloedt de dynamische prestaties echter niet direct.

Welke parameter bepaalt de dynamische prestaties van een industriële camera? Eigenlijk is het belichtingstijd. Belichtingstijd verwijst naar de duur waarin de sluiters open moeten blijven om licht op de fotosensitieve oppervlakte van de sensor te projecteren. Voor industriële camera's is de belichtingstijd het tijdsinterval vanaf het moment dat de sluiters openen tot ze sluiten, wat invloed heeft op de helderheid van de pixels, en wordt meestal in milliseconden gemeten. De framerate daarentegen is het aantal afbeeldingsframes dat binnen een tijdseenheid volledig kan worden uitgelezen. Tijdens deze periode kunnen objecten een beeld achterlaten op de beeldvormende oppervlakte. De belichtingstijd wordt bepaald door de behoefte; er bestaat zoiets niet als goede of slechte belichtingstijden, alleen wat nodig is. De instelling voor belichtingstijd hangt af van de gevoeligheid van de sensor en de verlichting op de fotosensitieve oppervlakte.

Als de belichtingstijd lang is, komt er meer licht binnen, waardoor het geschikt is voor slechte verlichtingsomstandigheden. Een kortere belichtingstijd is beter voor goede verlichtingsomstandigheden. Hoe langer de belichtingstijd, des te lichter het beeld; omgekeerd, hoe korter de belichtingstijd, des te donkerder het beeld. In situaties met weinig externe verlichting wordt meestal een verlengde belichtingstijd vereist (bijvoorbeeld nachtscènes).

Lijn scannen camera's gebruiken allen rij-per-rij belichting, met opties voor vaste lijnfrequentie en externe trigger-synchronisatie. De belichtingstijd kan afgestemd zijn op de lijncyclus of ingesteld worden op een vaste duur. Gebied scannen camera's bieden verschillende veelvoorkomende methoden zoals frame-belichting, veld-belichting en rollende lijnbelichting. Industriële camera's bieden doorgaans externe trigger-functies voor afbeeldingsverwerving.

Hoe korter de belichtingstijd, des te sneller de sluitersnelheid van een industriële camera. Tegenwoordig kunnen de meeste industriële camera's een belichtingstijd bereiken van maximaal 1 microseconde. Met een kortere belichtingstijd kunnen afbeeldingen gedeeltelijk of zelfs volledig zwart worden, waardoor dit bepaalde eisen stelt aan de lichtbron en de grootte van de sensoren van de camera. In hoge snelheids-scenario's wordt vaak een lichtbron met hoge helderheid en een industrie-camera met grote pixelsensoren gebruikt om dynamische scènes vast te leggen.

Voor dynamische scènes kunnen hoge framerate soepelere visuele effecten bieden. Bijvoorbeeld, bij het filmen van sportevenementen of wilde dieren kan een hoge framerate helpen om snel bewegende objecten vast te leggen, wat de opnames levendiger maakt. Bovendien kunnen hoge framerates worden gebruikt om speciale visuele effecten te creëren, zoals slow-motion herhalingen.

Hoogste framesnelheden zijn echter niet altijd nodig. Voor statische scènes kunnen lagere framesnelheden juist meer geschikt zijn. Lagere framesnelheden kunnen beeldruis en waas verminderen, wat de scherpte van de afbeelding verbetert. Daarnaast helpen lagere framesnelheden om opslagruimte te besparen omdat ze kleinere bestandsgroottes genereren.

Hoe kiest men de framesnelheid van een industriële camera?

1. Verduidelijk het doel: Allereerst duidelijk je opnamebehoeften definiëren. Vang je hoge snelheidsbewegingen of statische landschappen? Streef je naar de fijnste details of soepele dynamische effecten? Verschillende behoeften vereisen verschillende framesnelheden. Bijvoorbeeld, bij het filmen van hoge snelheidsbewegingen wordt aanbevolen om een hogere framesnelheid te kiezen, zoals 60FPS of hoger, om ervoor te zorgen dat er meer details worden vastgelegd.

2. Neem apparatencompatibiliteit in overweging: Zorg ervoor dat je camera, computer en monitor allemaal de door jou gekozen framesnelheid ondersteunen. Anders zal zelfs een camera die een hoge framesnelheid kan vastleggen, deze niet goed weergeven op andere apparaten.

3. Balanceren tussen prestaties en opslag: Hoge frame rates betekenen grotere bestandsgroottes en hogere opslageisen. Bij het kiezen van een frame rate is het belangrijk om de balans te vinden tussen de prestaties van de camera, opslagcapaciteit en post-processing mogelijkheden. Zorg ervoor dat je apparaat hoge frame rates kan verwerken zonder belemmerd te worden door opslagproblemen.

4. Ken formats en codecs: Verschillende videoformats en codecs ondersteunen frame rates op verschillende manieren. Het is belangrijk om te weten of het format en codec die je gebruikt de gewenste frame rate ondersteunt voordat je een keuze maakt. Dit kan problemen tijdens het naspelen en bewerken voorkomen.

5. Echte testen: Ten slotte, vergeet niet om echt te testen. Voordat je een camera koopt, probeer eens wat filmpjes op te nemen in verschillende frame rates om te zien welke het beste bij je behoeften past. Dit helpt je beter te begrijpen wat de impact van de frame rate is op de afbeelding en maakt je keuze bewuster.