Exposure Time

Introduction

노출 시간(셔터 속도라고도 함)은 카메라 이미지 하나가 빛에 노출되는 시간입니다. 다시 말해, 셔터가 열려 있는 시간을 말합니다.

Zivid 카메라는 여러 장의 이미지를 촬영하여 컬러 이미지와 포인트 클라우드를 생성하며, 노출 시간 설정은 개별 이미지의 노출 시간입니다.

	Zivid 2	Zivid 2+	Zivid 2+ R
최소 노출 시간(µs)	1 677	1 677	900
최대 노출 시간(µs)	100 000	100 000	20 000

팁

Capture Speed Calculator 를 확인하여 노출 시간이 전체 캡처 시간에 어떤 영향을 미치는지 확인하세요.

Interference from strong ambient light sources

Zivid 카메라로 이미지를 촬영할 때, 우리는 특정 시간대의 빛 정보를 샘플링합니다. 이 간단한 개념을 활용하면 주변광으로 인해 발생할 수 있는 여러 문제를 방지할 수 있습니다.

구조화된 광 센서는 TV나 조명과 같은 여러 공공 서비스 시설과 유사한 샘플링 속도로 작동하는 샘플링 시스템입니다. 형광등은 일반적으로 AC 전원인 전선에 연결됩니다. EU에서는 이 전원이 50Hz 주파수의 사인파 형태의 전압을 생성합니다. 미국과 같은 다른 국가에서는 전선 주파수가 60Hz입니다.

프레임 속도가 30fps인 비디오 카메라를 생각해 보세요. 유럽의 형광등을 향해 카메라를 비추고 녹화 버튼을 눌러 보세요. 영상에 깜빡임이 나타나는 것을 볼 수 있을 것입니다. 차고나 창고 안에서 스마트폰으로 촬영할 때 이런 현상을 경험해 보셨을 겁니다.

이제 주변 광원의 주파수와 캡처 속도가 일치하는 비디오 카메라를 생각해 보겠습니다. 각 이미지에서 동일한 위상의 빛을 샘플링하게 되면 깜빡임이 사라지는 것처럼 보일 것입니다. 이렇게 되면 빛이 일정하게 보이게 됩니다.

설명된 개념은 상관 샘플링(correlated sampling)이라고 하며, 구조광 3D 스캐너에 유리한 효과를 보입니다. 아래 방정식을 만족하는 노출 시간을 선택하여 주변 광원에서 시간에 따라 변하는 노이즈를 필터링할 수 있습니다.

\[t_{exp} = \frac{n}{2f_s},\quad n \in \mathbb{N}^{+}\]

여기서 \(n\) 은 양의 정수이고, \(f_s\) 광원의 주파수입니다.

강한 깜빡임 주변광이 있는 경우 그리드 주기의 배수로 샘플링 속도(노출 시간)를 사용합니다.

• 50Hz 그리드 주파수가 있는 경우 10,000µs의 배수입니다.

• 60Hz 그리드 주파수가 있는 경우 8,333µs의 배수입니다.

스포트라이트나 ≥1kHz의 LED 등 DC 전원을 사용하는 광원은 시간에 따라 변화하는 노이즈를 발생시키지 않습니다.

Effect of Interference on the Color Image

Interference from flickering ambient light (color image)

그리드 주파수에 맞춰 노출 시간을 조정하여 간섭을 완화했습니다.

Measuring ambient light flicker frequency

Zivid 카메라는 장면의 깜박임을 감지하고 50Hz와 60Hz 그리드 간섭을 구별할 수 있습니다.

Zivid Studio를 열고 카메라에 연결합니다. Capture 섹션의 세 개의 점을 클릭합니다. 그런 다음 Measure scene lighting conditions 클릭합니다. 소프트웨어가 감지된 주변광 플리커 주파수를 표시합니다.

또는 SDK를 사용하여 주변광 상태를 측정할 수 있습니다. 이 방법은 주변광의 상당한 깜빡임이 감지되는지, 그리고 50Hz 또는 60Hz 전력망에 해당하는지 보고합니다.

C++

source

std::cout << "Measuring scene conditions" << std::endl;
auto sceneConditions = camera.measureSceneConditions();
auto flickerClassification = sceneConditions.ambientLight().flickerClassification().toString();
std::cout << "Flicker classification: " << flickerClassification << std::endl;
    auto flickerFrequency = sceneConditions.ambientLight().flickerFrequency();
    std::cout << "Measured flickering frequency in the scene: " << flickerFrequency << " Hz." << std::endl;

C#

source

Console.WriteLine("Measuring scene conditions");
var sceneConditions = camera.MeasureSceneConditions();
var flickerClassification = sceneConditions.AmbientLight.FlickerClassification.ToString();
Console.WriteLine("Flicker classification: " + flickerClassification);
    var flickerFrequency = sceneConditions.AmbientLight.FlickerFrequency;
    Console.WriteLine($"Measured flickering frequency in the scene: {flickerFrequency} Hz.");

Python

source

print("Measuring scene conditions")
scene_conditions = camera.measure_scene_conditions()
flicker_classification = scene_conditions.ambient_light.flicker_classification
print(f"Flicker classification: {flicker_classification}")
    flicker_frequency = scene_conditions.ambient_light.flicker_frequency
    print(f"The measured flickering frequency in the scene: {flicker_frequency} Hz.")

50Hz 주변광 적응

아래 표는 50Hz 전력선 주파수를 사용하는 국가에서 권장하는 노출 시간을 보여줍니다. 30,000µs, 50,000µs 등 10,000µs의 배수를 사용할 수도 있습니다.

Exposure time (µs)	10 000	20 000	40 000	80 000	100 000
Stops	0	+1	+2	+3	+3.32

60Hz 주변광 적응

The table below shows some of the recommended exposure times to use in countries that use 60 Hz power line frequencies. Be aware that you can also use other multiples of 8 333 µs, such as 24 999 µs and 41 665 µs.

Exposure time (µs)	8 333	16 667	33 333	66 667	83 333
Stops	0	+1	+2	+3	+3.32

If adjusting exposure times to match the grid frequency leads to issues such as image overexposure, consider instead synchronizing the 2D sampling interval with your region’s grid frequency (Zivid 3 only).

Version History

SDK	Changes
2.16.0	주변광 깜박임 주파수 측정에 대한 지원이 추가되었습니다.
2.14.0	최소 노출 시간이 900µs인 Zivid 2+ MR130, LR110 및 MR60에 대한 지원이 추가되었습니다.