3.分别解释global shutter 与 rolling shutter readout 过程
Rolling shutter通常翻译为卷帘式快门。通常使用卷帘式快门的传感器需要用到2个控制信号,分别是reset信号和选中信号。首先按照从上到下的先后顺序,在某一行上选中信号来临,接下来会发生reset信号。这时这一行的像素就进入了曝光积分状态。此后分别在后续的行中发生同样的过程。全体都reset过并且第一行到达曝光时间后,再次在第一行上发生选中信号,随后执行行读出。此后依次在后续行上发生同样的过程。
因此,可以看出,卷帘式快门每一行的积分时间相同,但是他们的曝光绝对时间点是不断推移的。如果扫描时间过长、传感器规模过大、曝光时间过长都会导致静止图像出现移动物体失真的现象。
Global shutter有两种形式。一种是像素内存储,另一种是帧存储。
像素内存储是使用全局电子快门迅速地将所有像素复位,然后经过一段积分时间后,从第一行开始依次使用TG信号完成读出动作。这种做法的好处是比较简单,不会带来较大的传感器成本、面积的上升。坏处也很明显,就是存储期间会受到光泄露的影响,会产生滞后的伪像。可以通过改进电路,减少存储节点的光泄露、热泄露,并降低读出噪声的方式优化。
帧存储方式是经过电子快门迅速将所有像素复位并经过一段积分时间后,尽可能快地将所有有像素读出到帧存储器中,然后对存储的信号进行逐行扫描读出。帧存储器被遮光材料完全遮蔽,基本可以杜绝光泄露造成的伪影。但显然在大规模传感器的情况下仍然会出现行与行之间的曝光绝对时间点有偏移,并且这种结构带来的更高的成本、更大的传感器面积以及更高的功耗。