简介

        CCD和CMOS相机的图像传感器都使用电子快门，两种sensor不同的地方在于读取像素数据的方式。

        典型的CCD相机会同时曝光所有sensor的像素，这种方式称为全局快门(global shutter)。意思是从相机中sensor获取的图像数据中所有像素的值都在同一个时间点上获取。

        尽管有部分使用全局快门的CMOS技术存在，但大部分CMOS相机使用卷帘快门（rolling shutter）。使用卷帘快门时，sensor获取的图像以行为单位曝光，每行曝光时间会略有差异。

全局快门(global shutter)

        使用全局快门的相机，sensor所有数据都属于同一时间点，因此对于图像中的对象运动速度较快时很有帮助，能够捕获到某一时点清晰的图像。

        对于CCD相机来说，由于其像素读取的特点，只有一个全局的ADC做转换，全局快门的极限速度被其像素读取速度所限制，因此其帧率较难提升，sensor的像素越多，整体帧率就会越低。

卷帘快门(rolling shutter)

        理解卷帘快门不难，假设sensor有N行，每行有M个像素（M列）。可以将像素看做是负责记录它们对应位置光线的画家，有N行，每行M个画家，每个画家最初眼睛都被黑布蒙上了。现在sensor要获取图像，你来负责指挥。你制定了一个规则：

        当你喊开始的时候，记为时间0，每个人开始计时，间隔为T

        第一行的M个人在时间0*T的时候，同时摘下黑布并观察他们所在位置看到的光线一小段时间，然后把看到的画出来

        第二行的M个人在时间1*T的时候，同时摘下黑布并观察他们所在位置看到的光线一小段时间，然后把看到的画出来

        第三行的M个人在时间2*T的时候，同时摘下黑布并观察他们所在位置看到的光线一小段时间，然后把看到的画出来

        以此类推，直到最后一行完成画图为止，工作时序大致如下图：

        以上类比只是为了方便理解，想详细了解的细节，可以参考这里：

https://www.edn.com/digital-camera-design-part-3-cmos-rolling-shutter-and-global-reset-schemes/https://www.edn.com/digital-camera-design-part-3-cmos-rolling-shutter-and-global-reset-schemes/        Rolling shutter问题

        对于高速运动的物体，由于图像里的每一行观察的图像处于时间轴上的不同时点，因为行与行之间的图像会有差异。导致图像存在artifacts。以下是一些例子（图片来自维基百科）：

伪全局快门（"Pseudo-Global Shutter"）

        有没有一种方法能够综合两种快门的优点，同时解决卷帘快门的问题呢。有一种伪全局快门可以实现，其思路是利用卷帘快门中各行曝光时间窗口的稳定区域来实现。直接来看图：

         可以看出伪全局快门主要是将卷帘快门的曝光时间窗口放在了公共的稳定区域内去曝光。这样每行的像素所采集的数据起始点和结束点都是相同的。

最后

以上就是妩媚招牌为你收集整理的Camera和Image sensor技术基础笔记(2) -- Sensor的快门:全局快门(global shutter)和卷帘快门(rolling shutter)简介的全部内容，希望文章能够帮你解决Camera和Image sensor技术基础笔记(2) -- Sensor的快门:全局快门(global shutter)和卷帘快门(rolling shutter)简介所遇到的程序开发问题。

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