卷帘式快门对成像影响的优化方法

在具有卷帘式快门的CMOS图像传感器中，每一行的像素曝光时刻和积分时间是相同的；但是对于不同的像素行，其积分时间相同，但是曝光时刻却有先后差别。在对高速运动物体成像时，这种工作方式就会导致目标的成像失真。对于基于图像处理方式的各种精密检测系统来说，这种快门方式对检测精度的影响是不容忽视的，需要进行认真考虑。

（一）卷帘式快门对运动物体成像影响的原理

如果成像物体在与CMOS图像传感器行扫描相垂直的方向上有运动分量，则扫描得到的图像将会出现失真，失真的严重与否取决于物体移动的快慢程度和CMOS图像传感器的每行像素积分时间。

（二）卷帘式快门影响分析(www.xing528.com)

影响卷帘式快门工作特性的参数主要有每行像素的曝光时间、图像传输帧频等，下面讨论影响卷帘式快门的主要因素并对卷帘式快门的影响过程进行分析。分析虽然是以OV7620CMOS图像传感器为基础，但其讨论方法和结果可适用于其他采用卷帘式快门的CMOS图像传感器。

OV7620的各种参数设置均可以通过I2C总线进行，其内部共有70个寄存器，分别可以对传感器的快门方式、积分时间、AD转换器工作特性、伽马校正和开窗口位置、输出数据格式、帧频、像素时钟等参数进行设置。其中对像元积分时间有直接影响的寄存器是曝光量控制寄存器、时钟预分频器寄存器和帧频调整寄存器。

卷帘式快门对所成图像质量的影响可以分为2个方面：即变形程度和倾斜程度。由于卷帘式快门工作时，传感器像面上的像素不能同时感光，而是由上自下逐步感光。因此，当物体运动方向与卷帘式快门运动的方向相反时，运动物体就产生了加速度；2个运动方向相同时运动物体就产生了减速度，于是便会出现运动物体影像变短或变长的变形现象。在物体运动速度一定的情况下，帧频越高，即行周期越短，则所成图像的倾斜程度就越小；同样，物体运动速度一定、帧频一定，则曝光周期越长、所成图像变形越严重。