움직이는 피사체 촬영시 최소의 노출시간/셔터스피드 계산하기

카메라가 이동하는 피사체를 촬영하는 경우, 속도에 맞지 않는 노출시간을 사용하는 경우 장노출로 인해 모션블러가 발생합니다

장노출 / 단노출 이미지

머신비전에서는 완벽한 Frozen Image를 취득해야하기 때문에 Flying 설비에는 반드시 카메라의 짧은 노출시간을 필요로 합니다

최소 노출시간은 1pixel 분해능 / 이동속도 이며, 이 시간은  1 pixel이 이동하는 시간입니다. 

예시를 들어보겠습니다

• 카메라 resolution 1280x1024, FOV 128mm, 이동속도 100mm/s 일때, 최대로 쓸 수 있는 Exposure Time은?

Hint. 1픽셀동안 이동하는 시간이 최대 Exposure Time

        1280pixel / 128mm =  10pixel/mm

        100mm/s 이동시 1초 후 1000pixel 이동, 즉 10pixel은 1000pixel/s로 이동

        그렇다면 1pixel이 이동하는 시간은? ==> 1/1000s 즉 1ms가 바로 최소의 Exposure time 입니다

좀 더 간단히 수식화 해보겠습니다

Exposure time(s) = FOV(mm) / Resolution(pixel) / speed(mm/s)

이동속도 또한 위 수식을 이용해서 구할 수 있겠습니다

계산해보면 아시겠지만 생각보다 Exposure Time이 매우 짧습니다, 그렇기때문에 광량확보가 중요하며 Strobe 방식의 Lighting 기술이 필요할 수 있습니다.

만약 광량을 감소시키는 요소(렌즈 조리개, 타겟이 빛을 흡수하는 재질 등)가 있다면 반드시 해당 조건에서 광량확보가 가능한지 테스트 후에 선정하시는 것이 좋겠습니다