Czy wyższa częstotliwość klatek jest zawsze lepsza dla kamer przemysłowych?

Prędkość pozyskiwania przez przemysłową kamerę, zwana również  częstotliwość klatek odnosi się do liczby ramek obrazu, które mogą być przechwytywane w ciągu sekundy. W systemach widzenia maszynowego, czy considerujesz że im wyższa częstotliwość klatek kamery, tym lepsze są jej właściwości dynamiczne? Faktycznie, to jest błędne. Częstotliwość klatek przemysłowej kamery wskazuje jedynie na poziom interfejsu kamery i kompresji obrazu. Im wyższa prędkość transmisji interfejsu i im mniejsza kompresja obrazu, tym wyższa będzie częstotliwość klatek. Jednakże, to nie wpływa bezpośrednio na wydajność dynamiczną.

Jaki parametr determinuje wydajność dynamiczną przemysłowej kamery? W rzeczywistości, jest to czas ekspozycji. Czas ekspozycji odnosi się do okresu, w którym otwiera się sztangiel, aby rzutować światło na fotosensywną powierzchnię czujnika. Dla kamer przemysłowych, czas ekspozycji to przedział od momentu, gdy sztangiel się otwiera, do chwili, gdy się zamyka, wpływając na jasność pikseli, co zwykle mierzy się w milisekundach. Frekwencja obrazu, z drugiej strony, to liczba pełnych ramek obrazu, które mogą zostać odczytane w jednostce czasu. W tym okresie obiekty mogą pozostawić obraz na powierzchni detekcyjnej. Czas ekspozycji ustala się w zależności od potrzeb; nie ma takiego pojęcia jak dobry lub zły czas ekspozycji, tylko taki, jaki jest potrzebny. Ustawienie czasu ekspozycji zależy od czułości czujnika i oświetlenia fotosensywnej powierzchni.

Jeśli czas ekspozycji jest długi, do środka wpadnie więcej światła, co sprawia, że jest to odpowiednie dla warunków o słabej oświetleniu. Krótszy czas ekspozycji jest lepszy dla dobrych warunków oświetleniowych. Im dłuższy czas ekspozycji, tym jaśniejsze obrazy; na odwrót, im krótszy czas ekspozycji, tym ciemniejsze obrazy. W sytuacjach z słabym zewnętrznym oświetleniem zwykle wymaga się przedłużenia czasu ekspozycji (na przykład w scenach nocnych).

Linia skanowanie kamery używają ekspozycji wiersz po wierszu, oferując opcje stałej częstotliwości linii i synchronizacji zewnętrznej wyzwalanej. Czas ekspozycji może być zgodny z cyklem linii lub ustawiony na stały okres. Obszar skanowanie kamery oferują kilka popularnych metod, takich jak ekspozycja ramki, ekspozycja pola i przewijana ekspozycja linii. Przemysłowe kamery zazwyczaj zapewniają funkcję pozyskiwania obrazu z zewnętrznej wyzwalacza.

Im krótszy czas ekspozycji, tym szybsza prędkość otwarcia zamka w przemysłowej kamerze. Obecnie większość przemysłowych kamer może osiągnąć czas ekspozycji aż do 1 mikrosekundy. Jednakże, przy krótszym czasie ekspozycji, obrazy mogą stać się częściowo lub nawet całkowicie czarne, dlatego to ma pewne wymagania dotyczące źródła światła i rozmiaru czujnika kamery. W scenariuszach wysokiej prędkości zazwyczaj używa się kamery przemysłowej z dużopikselowym czujnikiem i źródłem światła o wysokiej jasności, aby łapać dynamiczne sceny.

Dla dynamicznych scen, wysokie tempa obrazów mogą przynieść płynniejsze efekty wizualne. Na przykład, podczas filmowania wydarzeń sportowych lub dzikiej przyrody, wysokie tempo obrazów może nam pomóc w uchwyceniu szybko poruszających się obiektów, czyniąc materiał bardziej żywy. Ponadto, wysokie tempa obrazów mogą być używane do stworzenia specjalnych efektów wizualnych, takich jak zwolnione odtwarzanie.

Jednakże, wysokie częstotliwości klatek nie są zawsze konieczne. Dla statycznych scen, niższe częstotliwości mogą być bardziej odpowiednie. Niskie częstotliwości mogą zmniejszyć szum obrazu i rozmycie, wzmacniając klarowność zdjęcia. Ponadto, niskie częstotliwości pomagają oszczędzać miejsce na przechowywanie, ponieważ generują mniejsze rozmiary plików.

Więc jak wybrać częstotliwość klatek kamery przemysłowej?

1. Wyjaśnij cel: Po pierwsze, wyraźnie zdefiniuj swoje potrzeby filmowania. Czy rejestrujesz sceny ruchu wysokiej prędkości czy statyczne pejzaże? Czy dążysz do najdrobniejszych szczegółów czy gładkich efektów dynamicznych? Różne potrzeby wymagają różnych częstotliwości klatek. Na przykład, podczas filmowania scenerii o wysokim tempie ruchu, zaleca się wybór wyższej częstotliwości, takiej jak 60FPS lub więcej, aby upewnić się, że więcej szczegółów jest przechwytywanych.

2. Weź pod uwagę zgodność urządzenia: Upewnij się, że twoja kamera, komputer i monitor wspierają wybraną przez ciebie częstotliwość klatek. W przeciwnym razie, nawet jeśli twoja kamera może przechwytywać wysoką częstotliwość, nie wyświetli się dobrze na innych urządzeniach.

3. Zrównoważenie wydajności i miejsca przechowywania: Wysokie tempa klatek oznaczają większe rozmiary plików i wyższe wymagania dotyczące miejsca przechowywania. Wybierając tempo klatek, ważne jest, aby zrównoważyć wydajność kamery, pojemność magazynu i możliwości przetwarzania w fazie końcowej. Upewnij się, że urządzenie może obsługiwać wysokie tempo klatek bez utrudnień związanych z magazynowaniem.

4. Poznaj formaty i kodeksy: Różne formaty i kodeksy wideo wspierają tempa klatek na różne sposoby. Ważne jest, aby sprawdzić, czy używany format i kodeks wspierają dane tempo klatek przed jego wybraniem. Może to zapobiec problemom podczas edycji i odtwarzania.

5. Rzeczywiste testowanie: Na koniec, nie zapominaj rzeczywiście przetestować. Przed zakupem kamery spróbuj nagrywać kilka filmów w różnych tempach klatek, aby zobaczyć, które najlepiej odpowiada Twoim potrzebom. To pomoże lepiej zrozumieć wpływ tempa klatek na obraz i dokonać bardziej świadomego wyboru.