Görüntü sensörleri, görüntüleri yakalamak için elektronik bir optüratör (shutter) kullanır. Elektronik optüratör, sensördeki foton kuyularının pozlamasını kontrol eden bir cihazdır. Ayrıca piksellerin satır satır mı yoksa tam bir matris olarak mı gösterileceğini belirler. İki ana elektronik optüratör türü, Rolling shutter ve Global shutter’dır. Bu makale, shutter mekanizmalarını, iki shutter arasındaki farkı ve bunların nerede kullanılacağını araştırıyor.
Aşağıdaki tanımların anlaşılması önemlidir.
Integration time (exposure time) : Bir kameranın/sensörün bir sahneye veya ışığa maruz kaldığı süre
Reset time : bir sonraki piksel verisini toplamadan önce, tüm satırların resetlenmesi için geçen süre
Readout time : tüm piksel verilerini aktarmak için geçen süre
Line time : Bir piksel satırı
Frame rate : kamera tarafından çerçeve/kare adı verilen ardışık görüntülerin üretildiği frekans (hız)
Global shutter kavramı :
Bir görüntü sensöründeki global shutter modu, her görüntü alımı sırasında programlanan pozlama süresi boyunca sensörün tüm piksellerinin aynı anda pozlamaya başlamasını ve pozlamayı durdurmasını sağlar. Pozlama süresinin bitiminden sonra, piksel verilerinin okunması başlar ve tüm piksel verileri okunana kadar satır satır devam eder. Global shutter’lı kameralardaki bu mekanizma, yalpalama veya eğrilme olmadan bozulmamış görüntüler üretir. Global shutter sensörleri genellikle yüksek hızlı hareket eden nesneleri yakalamak için kullanılır.
| Perspektif vermek için 640 x 480 çözünürlükte görüntü aldığımızı düşünelim. Global shutter maruz kaldığında, 307200 (640 x 480) sensör pikselinin tümü programlanan poz süresi boyunca aynı anda pozlanır. |
Rolling shutter ?
Global shutter kameralarından farklı olarak, bir kameradaki rolling shutter modu, piksel sıralarını bir sıradan diğerine geçici bir kayma ile birbiri ardına gösterir. İlk başta görüntünün en üst sırası ışığı toplamaya başlar ve onu bitirir. Sonra bir sonraki sıra ışık toplamaya başlar. Bu, ardışık sıralar için ışık toplamanın bitiş ve başlangıç zamanlarında gecikmeye neden olur. Her sıra için toplam ışık toplama süresi tamamen aynıdır.
Bir perspektif vermek için, 640 x 480 çözünürlüklü bir görüntü için bir, pozlamada önce 480 piksel satırın en üst kısmı, ardından ardışık satırlar gösterilir.
Rolling shutter etkisi :
Rolling shutter sensor ve global shutter sensor görüntülemesi arasındaki fark dinamik olarak görüntü alımına yansır. Hızlı hareket eden nesneler rolling shutter sensör tarafından yakalandığında, rolling shutter etkisi oluşur. Rolling shutter’da görüntü sensöründeki dizinin tüm pikselleri aynı anda pozlanmaz ve sensör piksellerinin her sırası sıralı olarak taranır. Bundan dolayı, eğer bir nesne, pozlama süresinden ve görüntü sensörünün okuma süresinden daha hızlı hareket ederse, görüntü bozulur. Buna rolling shutter etkisi denir.
Rolling shutter modunda yüksek hızlı dönen nesneleri yakalarken, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi bozulma ve shutter bozukluğu oluşur.
Yukarıdaki karşılaştırmada, global shutter modunda çekilen görüntü, fan kanadının şeklini mükemmel bir şekilde yakalarken, rolling shutter modunda deforme olmuştur.
| Shutter mod | Avantaj | Dezavantaj |
| Global shutter | Hızlı hareket eden objeleri yakalamak için gayet uygundur | Daha yüksek ortam gürültüsü, Sensör maliyeti yüksektir |
| Rolling shutter | Düşük ortam gürültüsü, Sensör maliyeti düşüktür | Yakalanan hızlı hareket eden nesneler için görüntüde bozulma meydana gelebilir. |
Ayrıca dipnot olarak eklemekte fayda bulunuyor.
Plaka tanıma sistemlerinde saha kurulum operasyonlarında remote focus (uzaktan netlik) özelliği oldukça kritiktir. Aksi takdirde manuel varifocal lenslerde montaj esnasında ciddi bir zaman kaybı olurken aynı zamanda doğru ayarlanmadığı takdirde doğru bir plaka tanıma uygulaması yapabilmek mümkün değildir.
