全局曝光與卷簾曝光
來源:深圳市凱茉銳電子科技有限公司2025-11-03
卷簾曝光和全局曝光是CMOS傳感器兩種常見的曝光模式,以下是二者的對比:
曝光方式
卷簾曝光:傳感器的每一行像素按順序逐行掃描曝光,從頭一行、第二行、第三行依次進行光線感測,直到整片感光組件從上到下每一行都曝光完成,不同行像元的曝光時間不同。
全局曝光:CMOS傳感器的所有像素點在同一時刻同時開始曝光,并在同一時刻結(jié)束曝光,圖像的每個像素在同一時刻接收到光線,曝光過程同步。
優(yōu)點
卷簾曝光:能夠?qū)崿F(xiàn)更短的曝光時間,適合靜態(tài)拍攝,在功耗控制上具有優(yōu)勢,制造成本相對較低,設(shè)計也較為簡單,還可以實現(xiàn)更高的幀速率。
全局曝光:拍攝快速運動的物體時,能夠保證圖像的清晰度和準(zhǔn)確性,不會出現(xiàn)因掃描順序不同而導(dǎo)致的畸變,適合高動態(tài)范圍應(yīng)用,在需要捕捉高速運動或瞬時變化場景時,能保證每一幀圖像都有一致的曝光效果。
缺點
卷簾曝光:拍攝快速運動的物體時,容易出現(xiàn)“卷簾效應(yīng)”,導(dǎo)致物體被拉伸或扭曲,成像失真,對于動態(tài)場景表現(xiàn)不足,難以捕捉到清晰、準(zhǔn)確的圖像。
全局曝光:實現(xiàn)全局曝光的CMOS傳感器結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,制造成本較高,且在某些情況下,響應(yīng)速度可能會受到物理限制,處理大面積曝光時存在延遲。
應(yīng)用場景
卷簾曝光:廣泛應(yīng)用于CMOS傳感器中,適合日常拍攝和靜態(tài)場景,如風(fēng)景照、靜物照、機器人拾取和放置、PCB檢查和顯微鏡檢查等。
全局曝光:常用于工業(yè)檢測、運動拍攝、無人駕駛、體育賽事、交通監(jiān)控以及需要精確捕捉高速動作的科學(xué)研究等場景。
為何全局曝光幀率比卷簾曝光方式低
主要有以下原因:
信號處理方式:全局曝光中,所有像素同時曝光,曝光結(jié)束后需對整幅圖像的信號進行處理和讀出。這意味著相機的信號處理電路和數(shù)據(jù)傳輸通道需要在短時間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)乃俣认拗屏藥实奶嵘?。卷簾曝光是逐行曝光,在一行曝光的同時可以讀取上一行的數(shù)據(jù),能部分并行處理曝光和讀取過程,理論上允許更高的幀率。
傳感器結(jié)構(gòu)與工作原理:實現(xiàn)全局曝光的傳感器結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,例如某些全局曝光的CMOS傳感器需要為每個像素配備額外的存儲單元或復(fù)雜的控制電路,這增加了傳感器的設(shè)計和制造難度,也會影響其工作速度。而卷簾曝光傳感器的結(jié)構(gòu)相對簡單,逐行掃描的方式使其更容易實現(xiàn)較高的幀率。
曝光時間與讀出時間的權(quán)衡:全局曝光需要在同一時刻對所有像素進行曝光,為了保證圖像質(zhì)量,曝光時間通常不能太短,否則會導(dǎo)致進光量不足,影響圖像的亮度和信噪比。而卷簾曝光可以通過縮短每行的曝光時間來實現(xiàn)較短的總曝光時間,在相同的光照條件下,卷簾曝光更容易實現(xiàn)高幀率。另外,全局曝光在曝光結(jié)束后,需要將整幅圖像的數(shù)據(jù)讀出,這個過程也需要一定時間,而卷簾曝光在逐行曝光的過程中就可以同時進行數(shù)據(jù)讀出,減少了整體的時間開銷。
不過,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,全局曝光傳感器的性能也在不斷提升,在一些特定的應(yīng)用場景中,已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)較高的幀率,以滿足對高速成像和高精度圖像質(zhì)量的要求。






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