22/06/15Að fanga ljós sem er ekki í fókus er áskorun til að ná skýrum myndum með miklum birtuskilum í mörgum myndgreiningarforritum. Stafræn skönnuð ljósblaðssmásjá (DSLM) býður upp á öfluga leið til að draga úr ljósföngun sem er ekki í fókus með því að samstilla lýsingu við „rúllandi lokara“ nútíma CMOS myndavéla. Hins vegar krefst þessi nákvæma samstilling fullkominnar stjórnunar á virkni rúllandi lokara myndavélarinnar – eiginleika sem Tucsen myndavélar með rúllandi lokarastillingu bjóða upp á.
Hvað er rúlluloki?
Lokarinn er sá hluti myndavélarinnar sem ræsir og stöðvar ljóstöku hennar. Áður fyrr notuðu vísindamyndavélar vélræna lokara, sem opnuðust til að taka mynd og lokuðust til að ljúka tökunni. Vélrænir lokarar voru hægir og áttu við áreiðanleikavandamál að stríða við langvarandi notkun. Nú nota vísindamyndavélar rafræna lokara, sem eru mun hraðari, einfaldari og fjölhæfari.
Rúllandi myndavélar byrja myndatöku sína efst á skynjaranum og „rúlla“ niður línu fyrir línu að neðri hluta skynjarans. Þessi myndataka felur í sér þrjú ferli: endurstillingu merkis, ljósáhrif og aflestur.
Lýsing hverrar raðar hefst með því að endurstilla merki hverrar pixlu sem hefur verið tekin upp. Eftir að tilgreindur lýsingartími fyrir efstu röðina er liðinn, rúllar lesturinn, sem markar lok tökunnar, niður á sama hátt. Þetta skilur eftir svæði af virkum pixlum sem sveiflast frá toppi myndavélarinnar til botns, þar sem hæð þess er ákvörðuð af lengd lýsingartímans. Þegar myndavélin gengur á fullum hraða er seinkunin á hverri línu venjulega á milli 5 og 25 míkrósekúndur á hverja línu af pixlum, allt eftir hraða myndavélarinnar.
Til að nýta sér sjóntækni sem krefst samstillingar á skönnun lýsingar og rúllandi lokara myndavélarinnar er þessi seinkun venjulega of stutt, sem þýðir að rúllandi lokarinn virkar of hratt til að annar vélbúnaður geti fylgst með. Þetta er þar sem rúllandi lokarastýringarstilling kemur inn í myndina.
Mynd 1: Skýringarmynd af virkni rúllandi lokara
Hvernig rúllandi lokarastýringarstilling virkar
Með innbyggðri greindartækni í Tucsen myndavélum er hægt að fínstilla virkni rúllandi lokara myndavélarinnar nákvæmlega til að samstilla við utanaðkomandi vélbúnað. Með því að bæta við smá viðbótar seinkun á milli endurstillingar og lesturs hverrar línu er hægt að stjórna þeim tíma sem það tekur virka pixlasvæðið að sveipa niður skynjarann til að leyfa þessa samstillingu.
Ennfremur er hægt að fínstilla „rifhæð“ virka svæðisins sem skannað er. Lengri lýsingartími eða styttri línutímatöf leiða til stærri rifhæðar. Í tilviki DSLM er hægt að nota þetta til að passa aðeins við upplýsta svæðið í sýninu, og finna jafnvægi á milli þess að lýsa pixla í sem lengstan tíma til að ná árangri í merkjatöku og lágmarka óskert ljós.
Mynd2Vinstri: Skýringarmynd af notkun rúllandi lokara við fullan hraða myndavélarinnar. Hægri: Skýringarmynd sem sýnir rúllandi lokarahraða með rúllandi lokarastýringarstillingu sem bætir við viðbótar seinkun á milli línu til að leyfa samstillingu við annan vélbúnað.
Með þessari valfrjálsu seinkun eru nú þrjár mikilvægar breytur sem þarf að skilja sem ákvarða virkni rúllandi lokarans, sem gefur til kynna hæð svæðisins með „virkum“ pixlum og hversu hratt það fer í gegnum skynjarann.
LínutímiÞetta er sjálfgefinn tími sem skynjarinn tekur að lesa út eina röð og fara yfir í næstu. Hann ákvarðar upprunalegan „hraða“ skynjarans og hægt er að tilgreina hann í hugbúnaði myndavélarinnar eða áætla hann fyrir tiltekið áhugasvið (ROI) og myndavélarstillingu með:
Þar sem „Hámarks rammatíðni myndavélar“ vísar til rammatíðni þegar hún er ekki takmörkuð af lýsingartíma eða ytri kveikjutíðni.
Smitunartími:Þetta ákvarðar hversu lengi hver pixlaröð er virk, og þar með ákvarðar hún hæð virka svæðisins fyrir tiltekinn línutíma og seinkunartíma.
Línutímatöf:Þetta er hversu mikil viðbótar seinkun bætist við með rúllandi lokarastýringarstillingu. Rúllandi lokarastýringarstilling gerir kleift að bæta við seinkuní heiltölum margfeldi af línutímaTil dæmis, ef línutími myndavélar er 10 míkrósekúndur, þá bætist við viðbótar seinkun á hverja línu upp á 1, 2,…Hægt er að bæta við allt að 8.928, sem gefur til kynna fjölda margfelda af 10 míkrósekúndum.
Einnig skiptir hæð áhugasvæðisins (ROI) sem notað er máli, þar sem þetta mun ákvarða fjölda lína sem virka svæðið verður að sópa niður áður en það er endurstillt.
Samstillingarhamir fyrir stjórn á rúllandi lokum
Það eru tvær stillingar fyrir stjórn á rúllandi lokara, allt eftir því hvor breytan er mikilvægari að stjórna.
In Línutímatöfunarstilling, þú getur stillt seinkunartímann eins og tilgreint er hér að ofan. Hugbúnaðurinn getur þá gefið til kynna, fyrir tilgreindan lýsingartíma, hver niðurstaðan verður rifhæðin – hæð virkra pixla í rúllandi lokaranum.
In Virk pixla / RifhæðÍ stillingunni er hægt að stilla fjölda raða skynjarans sem á að vera virkir þegar rúllandi lokarinn sveiflast. Lýsingartíminn sem þú hefur tilgreint verður síðan notaður til að reikna út nauðsynlega línutímatöf til að skila þessari raufarhæð sjálfkrafa.
Uppsetning á rúllandi lokarastýringarham í hugbúnaði
Stýringar í rekstrarham (stöðu)
Mynd 3: Dæmi um viðmót fyrir stjórnun á rúllandi gluggatjöldum úr Tucsen Mosaic hugbúnaði. Allir valmöguleikar aðgengilegt í gegnum Micro-Manager og SDK.
Þrjár stöðustillingar (rekstrarhamir) eru í boði:Off, Línutímatöf, Rifhæð.
• Þegar stillt er áSlökkt, skynjarinn hegðar sér eins og venjulega án þess að bæta við frekari töf.
• Þegar stillt er áLínutímatöfÍ stillingu er hægt að tilgreina línutímatöf í einingum línutímans, eins og útskýrt er hér að ofan.
Mynd 4: Hugbúnaðarvalkostir fyrir tímaseinkun línu. DæmiViðmót frá Tucsen Mosaic hugbúnaði. Allir möguleikar eru í boði í gegnum Micro-Manager og SDK.
Fjöldi línutímahringrása sem hægt er að bæta við stillanlega seinkun er breytilegur eftir myndavélum. Nýi línutími myndavélarinnar, eftir að seinkuninni hefur verið bætt við, er þá:
Línubilstími = Línutími(skynjari)+(Línutími(skynjari)× Línutímatöf）
Færibreytugildið fyrirVeltihraðier jafnt ogLínubilstími.
Heildarlestrartími myndarinnar er þá:
Rhöfuðút tími(mynd)= Línubilstími×Nraðir.
Nraðirer heildarfjöldi raða af myndpixlum á svæðinu sem um ræðir. Rammatíðnin þegar myndað er í þessum ham fer eftir fjölda lína sem á að mynda og línuhringrásartíma:
Rammatíðni = 1/(Lestrartími(mynd)+ Útsetningartími)
•Þegar stillt er áRifhæð móður, þú getur stilltstærð virka svæðisins sem skannað er, gefið með tFjöldi pixlaraða milli „endurstillingar“ merkisins og „útlestrar“ merkisins.Sviðið fyrir rifhæð er 1~2048, í pixlaeiningum. Til að umbreyta þessu í raunstærð skal margfalda þetta gildi með pixlastærðinni úr upplýsingablaði myndavélarinnar.
Mynd 5: Stjórnunarvalkostir fyrir raufarhæð. DæmiViðmót frá Tucsen Mosaic hugbúnaði. Allir möguleikar eru í boði í gegnum Micro-Manager og SDK.
Hugbúnaðurinn reiknar sjálfkrafa út nauðsynlega línutímaseinkun og línubilstíma, formúlan er sem hér segir:
Línutímatöf = Útsetningartími(Línur)/ Rifhæð(Línur)
Þegar stillt er á háhraðastillingu (styrkingarstilling myndavélarinnar) er aðeins hægt að stilla raufarhæðarsviðið á jafna tölu þar sem í þeim stillingu eru línurnar lesnar upp tvær og tvær. Færibreyturnar í háhraðastillingu eru reiknaðar út á eftirfarandi hátt.
Línutímatöf = Útsetningartími(Línur)/ ½Raufarhæð(Línur)
Rifhæð = (Smitunartími(Línur)÷ Línutímatöf）×2
Stýringar á skönnunarstefnu
Það eru þrír möguleikar á stefnu rúllandi lokara:
DeiginSkannátt niður á við er sjálfgefin skönnunarátt fyrir sCMOS myndavélar. Rúllandi lokarinn byrjar frá fyrstu röðinni efst á skynjaranum og skannar niður að síðustu röðinni neðst. Hver síðari rammataka byrjar frá fyrstu röðinni efst.
Mynd 6: Skýringarmynd af niðursneiðandi skönnunarham
Up：Í uppskönnunarstillingu byrjar rúllandi lokarinn frá neðstu röðinni og skannar upp að efstu röð fyrstu raðarinnar. Hver síðari rammaöflun byrjar frá neðstu röðinni. Þó að röð gagnaöflunar á myndavélinni sé nú öfug, mun myndin sem send er til hugbúnaðarins samt sýna upprunalegu stefnuna, þ.e. myndin verður ekki snúið lóðrétt miðað við niðurskönnunarstillingu.
Mynd 7: Skýringarmynd af uppskönnunarham
Niður-upp hringrásÞegar skannað er til skiptis upp og niður byrjar veltilokarinn frá fyrstu röðinni efst og fer niður í síðustu röðina neðst. Fyrir næsta ramma byrjar veltilokarinn frá neðstu röðinni og skannar upp í efstu röðina, og svo framvegis. Stefna myndarinnar sem tekin er í þessum ham er sú sama og skönnun niður á við.
Mynd 8: Skýringarmynd af niður-upp hringrásarskönnunarham
• Reavafaátt Endurstilla
Þessi aðgerð er aðeins í boði í niður-upp hringrásarstillingu.
Sjálfgefin stilling fyrir þessa breytu er „Já“, sem tryggir að fyrsti ramminn í hverri nýrri öflunaröð byrjar í efstu röðinni og skannar niður.
Þegar þessi breyta er stillt á „Nei“, þá byrjar fyrsti ramminn í hverri nýrri upptöku þar sem síðasti ramminn í fyrri röðinni var. Ef síðasti ramminn endar í neðstu röðinni, þá byrjar fyrsti ramminn í síðari upptökum í neðstu röðinni og heldur áfram upp á við.
