sissejuhatus
Kaadrisagedus, mõõdetuna kaadrites sekundis (fps), määrab, mitu pilti kaamera sekundis teeb. Kaks levinud kaadrisagedust on 30 kaadrit sekundis ja 60 kaadrit sekundis. Kuigi mõlemad toodavad sujuvat videot, on neil erinevad omadused, mis mõjutavad liikumise selgust, hämaras jõudlust, ribalaiuse nõudeid ja üldist kasutuskogemust. Erinevuste mõistmine on oluline, kui valite kaameramooduli selliste rakenduste jaoks nagu turvalisus, tööstuskontroll, meditsiiniline endoskoopia või robootika.
Põhitõed: 30 kaadrit sekundis vs{1}}kaadrit sekundis
30 kaadrit sekundis– Kaamera jäädvustab igas sekundis 30 erinevat pilti. See on televisiooni, filmide ja paljude veebikaamerate standard. See on enamiku inimeste tajumiseks piisavalt sile ja seda on kasutatud aastakümneid.
60 kaadrit sekundis– Kaamera teeb 60 pilti sekundis. See on kaks korda suurem andmeedastuskiirusest 30 kaadrit sekundis. See loob märgatavalt sujuvama liikumise, eriti kiiresti liikuvate objektide või kaamera panoraamimisel.
Erinevus ilmneb kõige selgemini, kui vaatate sama stseeni kõrvuti. 60 kaadrit sekundis video näeb välja sujuvam, samas kui 30 kaadrit sekundis video võib kiirete liigutuste ajal näidata kerget tõmblemist.
Liikumise selgus
60 kaadrit sekundis peamine eelis on liikumise selgus. Kui objekt liigub kiiresti üle kaadri, jäädvustab suurem kaadrisagedus rohkem vahepealseid positsioone, vähendades tajutavat liikumise hägusust ja kokutamist.
30 kaadrit sekundis– Vastuvõetav aeglase või mõõduka liikumise korral. Näiteks kõndiv inimene, madalal kiirusel liikuv konveier või statsionaarne turvakaamera.
60 kaadrit sekundis– Kiire liikumise jaoks hädavajalik. Näideteks on võidusõidudroon, suurel kiirusel osi korjav robotkäsi või tenniseservi jäädvustav spordikaamera.
4K kaameramooduli puhul pakub 60 kaadrit sekundis ülisujuvat 4K videot, kuid kahekordse andmeedastuskiiruse hinnaga võrreldes 30 kaadrit sekundis.
Vähese valguse jõudlus
Kaadrisagedus mõjutab otseselt säritusaega. Etteantud heleduse säilitamiseks peab kaamera hoidma katikut kauem lahti, kui kaadrisagedus on väiksem.
30 kaadrit sekundis– Iga kaadrit saab säritada kuni umbes 33 millisekundit (1/30 sekundit). See võimaldab andurini jõuda rohkem valgust, parandades jõudlust hämaras.
60 kaadrit sekundis– Iga kaadrit saab säritada ainult kuni umbes 16 millisekundit (1/60 sekundit). See vähendab valguse kogumise võimet poole võrra, nii et pilt on samades valgustingimustes tumedam või mürarikkam.
Seetõttu töötab antud sensori ja objektiivi puhul 30 kaadrit sekundis kaameramoodul hämaras keskkonnas paremini kui sama kaamera, mis töötab kiirusega 60 kaadrit sekundis. Paljud kaamerad vähendavad kompenseerimiseks nõrga valguse korral automaatselt kaadrisagedust.
Ribalaius ja salvestusruum
Suurem kaadrisagedus genereerib rohkem andmeid, mis mõjutab edastamise ribalaiust ja salvestusnõudeid.
30 kaadrit sekundis– 1080p kaamera USB-mooduli puhul, mis kasutab MJPEG-tihendust, on andmeedastuskiirus ligikaudu poole väiksem kui 60 kaadrit sekundis. See on USB 2.0 liideste puhul lihtsam ja tarbib vähem salvestusruumi.
60 kaadrit sekundis- Nõuab kahekordset ribalaiust. USB-kaameramoodul peab kasutama USB 3.0 või kiiret MIPI-liidest, et käsitleda 60 kaadrit sekundis 1080p või 4K juures. Samuti kahekordistuvad salvestusnõuded sama salvestuse kestuse korral.
Moodulkaamera raspberry pi puhul on 1080p jäädvustamine 60 kaadrit sekundis Raspberry Pi 4 või 5 abil, kuid kitsaskohtadeks võivad saada protsessori koormus ja SD-kaardi kirjutamiskiirus.
Latentsus ja reaalajas reageerimine
Interaktiivsete rakenduste puhul – nagu droonide juhtimine või robot-teleoperatsioon – on väiksem latentsus kriitilise tähtsusega. Kaadrisagedus aitab kaasa otspunkti latentsusele.
30 kaadrit sekundis– Teoreetiline minimaalne latentsusaeg on umbes 33 ms (aeg täiskaadri jäädvustamiseks), millele lisanduvad töötlemise ja edastamise viivitused.
60 kaadrit sekundis– Teoreetiline minimaalne latentsusaeg on umbes 16 ms, mis on poole väiksem kui 30 kaadrit sekundis. See annab paremini reageerimistunde.
Tegelikku latentsust mõjutavad aga ka kaamera liides (USB lisab latentsust rohkem kui MIPI) ja ekraani värskendussagedus.
Ühilduvus ja töötlemisvõimsus
Mitte kõik seadmed ei suuda töödelda 60 kaadrit sekundis videot.
30 kaadrit sekundis- Toetavad peaaegu kõik arvutid, nutitelefonid ja manustatud tahvlid. Tavaline UVC-ga kaamera USB-moodul töötab USB 2.0 kaudu kiirusega 30 kaadrit sekundis.
60 kaadrit sekundis– Dekodeerimiseks ja töötlemiseks on vaja rohkem CPU/GPU võimsust. Madala hinnaga ühe pardaarvuti võib raskusi 1080p kuvamisega 60 kaadrit sekundis. 4K kaameramooduli jaoks kiirusega 60 kaadrit sekundis on teil vaja tipptasemel protsessorit ja kiiret liidest (USB 3.0 või MIPI).
Näiteks moodulkaamera raspberry pi saab hakkama 1080p@60 kaadrit sekundis, kasutades MIPI CSI liidest, kuid võib kaadreid maha jätta, kui käitate ka raskekujulisi nägemisalgoritme.
Millise peaksite valima?
| Rakendus | Soovitatav kaadrisagedus | Põhjus |
|---|---|---|
| Turvavalve (siseruumides) | 30 kaadrit sekundis | Piisab enamiku liikumiste jaoks; parem jõudlus hämaras |
| Tööstuslik kontroll (kiirekonveier) | 60 kaadrit sekundis | Jäädvustab liikuvatest osadest teravaid pilte |
| Meditsiiniline endoskoopia (süda, häälepaelad) | 60 kaadrit sekundis | Vähendab liikumise hägusust kudede kiireks liikumiseks |
| Droonide / FPV võidusõit | 60 kaadrit sekundis või rohkem | Väike latentsusaeg ja sujuv video piloteerimiseks |
| Veebikonverentsid | 30 kaadrit sekundis | Piisav; säästab ribalaiust |
| 4K video tootmine | 60 kaadrit sekundis | Vajalik aegluubis redigeerimiseks ja sujuvaks suure eraldusvõimega video jaoks |
| Raspberry Pi visiooniprojekt | 30 kaadrit sekundis | Vähem protsessori koormus; lihtsam töödelda |
Praktilised näited
USB-kaamera moodul lauaarvuti veebikaamera jaoks- 30 kaadrit sekundis on enam kui piisav. Te ei märka erinevust ja teie protsessor jääb lahedaks.
4K kaameramoodul autonoomse roboti jaoks– Kui robot liigub kiiresti, aitab takistuste tuvastamisel 60 kaadrit sekundis. Kuid teil on vaja võimsat protsessorit ja USB 3.0.
Moodulkaamera raspberry pi taimemonitori jaoks– 30 kaadrit sekundis on täiesti korras; 60 kaadrit sekundis raiskaks töötlemisvõimsust.
Kas saate vahetada 30 kaadrit sekundis ja 60 kaadrit sekundis?
Paljud kaameramoodulid võimaldavad kaadrisagedust tarkvara kaudu muuta. Näiteks saab UVC-ühilduva USB-kaamera mooduli seadistada 60 kaadrit sekundis 720p juures või 30 kaadrit sekundis 1080p juures. Mõned kaamerad vähendavad hämaras kaadrisagedust automaatselt. Kontrollige oma kaamera draiverit või teeki (nt libcamera Raspberry Pi, OpenCV arvutis).
Järeldus
Erinevus 30 kaadrit sekundis ja 60 kaadrit sekundis kaamerate vahel tuleneb liikumise selgusest, vähese valguse jõudlusest, ribalaiusest, latentsusest ja töötlemisvajadusest. . 60fps pakub sujuvamat liikumist ja väiksemat latentsust, kuid vähenenud valgustundlikkuse, suuremate salvestusvajaduste ja suurema töötlemisvõimsuse hinnaga jääb kaadrit sekundis enamiku rakenduste jaoks usaldusväärseks ja tõhusaks valikuks. Kaamera mooduli valimisel – olgu see siis kaamera USB-moodul, 4K-kaamera moodul või moodulkaamera raspberry pi – arvestage oma objekti kiirust, valgustingimusi ja süsteemi võimalusi. Sageli piisab 30 kaadrist sekundis; kui teil on vaja kiiret tegevust jäädvustada, on 60 kaadrit sekundis kompromissi väärt.
Kui vajate kohandatud kaameramoodulit eelistatud kaadrisagedusega, võtke ühendust Sincere'iga. Projekteerime ja valmistame teie rakendusele kohandatud kaameramooduleid.
