相机帧率与曝光的关系

工业摄像头的主要参数包括：分辨率、帧率、像素、像元尺寸、光谱响应特性等。帧率（Frame rate）是用于测量显示帧数的量度，其测量单位为每秒显示帧数(Frames per Second)，简称：FPS或“赫兹”（Hz）。由于人类眼睛的特殊生理结构，如果所看画面之帧率高于16fps的时候，就会认为是连贯的，此现象称之为视觉暂留。这也就是为什么电影胶片是一格一格拍摄出来，然后快速播放的。每秒的帧数(fps)或者说帧率表示图形处理器处理场时每秒钟能够更新的次数。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。一般来说30fps就是可以接受的，但是将性能提升至60fps则可以明显提升交互感和逼真感，但是一般来说超过75fps一般就不容易察觉到有明显的流畅度提升了。

由于人类眼睛的特殊生理结构，如果所看画面之帧率高于25fps的时候，就会认为是连贯的，此现象称之为视觉暂留，这也就是为什么电影胶片是一格一格拍摄出来，然后快速播放的。

每秒的帧数(fps)或者说帧率表示图形处理器处理时每秒钟能够更新的次数。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画，一般来说30fps就是可以接受的，但是将性能提升至60fps，则可以明显提升交互感和逼真感。但是一般来说，超过75fps就不容易察觉到有明显的流畅度提升了。如果帧率超过屏幕刷新率只会浪费图形处理的能力，因为监视器不能以这么快的速度更新，这样超过刷新率的帧率就浪费掉了。

那么，工业摄像头帧率和曝光时间有什么关系吗？有人问，为什么我们在使用工业摄像头的时候，将其的曝光时间增大以后，帧率就下降，而且下降得很厉害，工业摄像头的帧率和曝光的关系是怎样？如果想要获得固定的帧率，摄像头的曝光时间应该怎么设置？维视图像据多年经验来解答以上问题,请读下文。

摄像头上的图像采集过程包括两个截然不同的部分。第一部分是曝光。曝光完成后，进行第二部分Readout过程，即从传感器的寄存器中读出数据并传送出去（Readout过程）。

在图像采集过程中，工业摄像头的操作有两种常见的方法：“non-overlapped”的曝光和“overlapped”的曝光。在非重叠(“non-overlapped”)模式中，每个图像采集的周期中，工业摄像头在下一个图像采集开始前，均要完成曝光/读出整个过程。如下图所示。

虽然非重叠(“non-overlapped”)的模式，可适合于许多情况，但它并不是最有效的方式。为了提高工业摄像头的帧率，会允许在下一帧图像开始曝光时候，将前一帧获得的图像数据读出并传送出去，这就是“重叠”(“overlapped”)曝光的模式。工业摄像头“重叠”(“overlapped”)曝光的方式见下图。

从此图中我们可以看到，摄像头读出数据和下一帧曝光开始出现重叠的情况，在同一个时刻内，摄像头执行两个操作，因此在同样的单位时间内，在“overlapped”曝光模式下，可以采集到更多的图片，即工业摄像头的帧率更高。

从上边两个图中，我们可以知道在“non-overlapped”和“overlapped”的曝光模式下，一帧图像的周期存在着这样的关系: "overlapped”的曝光模式下: FramePeriod ≤Exposure Time + ReadoutTime；“non-overlapped”的曝光模式下:FramePeriod > Exposure Time + Readout Time。

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