Problema conceptual sobre persianas electrónicas

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He estado buscando sensores y cámaras CCD y CMOS para decidir cuál usar en el proceso de control automático de un proceso de impresión. A estas alturas ya estoy entendiendo casi todos los números y abreviaturas esenciales, pero sigue habiendo un problema con las persianas.

Entiendo que hay diferentes tipos de persianas, tanto mecánicas como electrónicas, y puedo entender cómo funcionan. Mi problema se refiere a la velocidad de obturación. Si uso un obturador mecánico, entonces la velocidad máxima del obturador depende de ese elemento en particular en el ensamblaje, pero ¿cómo funciona para los obturadores electrónicos? Nunca he leído "Velocidad máxima de obturación" en ninguna especificación. Lo único que generalmente veo flotando son cuadros por segundo. Pero esos no suelen pasar un límite de aproximadamente 120 fps. Dependiendo de cómo esté construido el sensor, uno podría pensar que la velocidad máxima del obturador, por lo tanto, es 1/120 o 1/240 si usa medios cuadros.

¿Puede ser esto correcto? Parece realmente lento. Me enfrentaré a la tarea de grabar imágenes nítidas y claras de papel que se mueven a unos 17 m / s. Eso nunca es posible con velocidades de obturación tan lentas. ¿Me verán obligado a usar un obturador mecánico o estoy malentendiendo algo?

computer-vision cameras

— Cyianor
fuente

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¿Quizás photo.stackexchange.com podría ser un mejor lugar para publicar esta pregunta?

— David Cary

Voy a probarlo. Gracias por la recomendación.

— Cyianor

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La velocidad de obturación es sinónimo de tiempo de exposición . El tiempo de exposición está vinculado a los cuadros por segundo (FPS):

$t_{exposure} + t_{readout} \leq 1 / {FPS}$

Entonces la respuesta a tu pregunta es no. El FPS suele ser el factor más limitante debido a la velocidad de lectura y al ancho de banda para transmitir los datos. El FPS que seleccione proporciona un límite superior para el tiempo de exposición, pero no un límite inferior. Puede hacer que su tiempo de exposición sea mucho más corto. Qué tan corto depende del modelo de su cámara, pero generalmente mucho más corto que un milisegundo.

— Jakob
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¡Gracias por la respuesta! Esto es más o menos lo que aprendí de otras fuentes también ahora. Pero no debería ser

t_{e x p o s u r e} + t_{r e a d o u t} \leq 1 / F P S

$t_{exposure} + t_{readout} \leq 1 / FPS$ ?

— Cyianor

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Probablemente depende si toma FPS literal o lo interpreta como una frecuencia en Hz. Pero de acuerdo, supongo que es más confuso mantenerlo allí.

— Jakob

Ahora que leí mi pregunta nuevamente, me di cuenta de que tenía la intención de preguntar algo más. La forma en que está publicado, aunque definitivamente respondiste mi pregunta.

— Cyianor

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Creo que en el mundo electrónico, el principal determinante será la potencia de procesamiento. Su velocidad (o fps) estará limitada por dos factores:

la duración de la exposición requerida para una configuración ISO y niveles de iluminación dados
entre cada exposición, la electrónica necesitará procesar los datos del sensor y almacenarlos

La cantidad de tiempo que toma para que esas dos cosas sucedan a la vez determinará su velocidad de cuadros. Por lo tanto, no es realmente una especificación del sensor en sí, sino que depende de la electrónica y el software compatibles.

Técnicamente hablando, el sensor en sí no tiene una configuración ISO, sino que depende del software y se trata de SNR o relación señal / ruido (consulte este artículo ).

Otra cosa a tener en cuenta al filmar sus escenas de alta velocidad es que un sensor CMOS utilizará una persiana. Esto puede dar algunos efectos estroboscópicos extrañas debido a la forma en que sólo se recoge información de una parte del sensor a la vez y rollos a través de todas las filas (o columnas) en el sensor de forma sucesiva. CCD puede ser la mejor opción para minimizar ese artefacto.

Aquí hay un par de videos que demuestran el efecto de las persianas en cámaras CMOS:

— Pulpo
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Gracias por su respuesta. Hoy en día, la mayoría de los sensores CMOS para aplicaciones de alta velocidad tienen obturadores globales, lo que elimina el problema que mencionó. Sin embargo, los fabricantes de sensores y cámaras son realmente bastante acerca de las velocidades de obturación. No sé exactamente por qué. Obtuve algunas respuestas de las empresas y tienen velocidades de obturación máximas en sus hojas de datos. Pero por el momento no todos.

— Cyianor