Какова типичная частота кадров в секунду для камер эндоскопов?

Введение
Когда вы смотрите через эндоскоп — во время медицинской процедуры, производственного осмотра или проверки сантехники — плавность видео имеет большое значение. Из-за прерывистого и запаздывающего изображения сложно понять, что вы делаете. Вот тут-то и появляются кадры в секунду (FPS). FPS измеряет, сколько изображений камера захватывает и отображает каждую секунду. Более высокий FPS означает более плавное движение, но также требует большей вычислительной мощности и пропускной способности. Что же характерно для камер-эндоскопов? А какой ФПС вам вообще нужен? В компании Sure мы уже более 30 лет производим модули камер, в том числе камеры для эндоскопов для медицинского, промышленного и потребительского использования. В этой статье объясняются типичные значения FPS и способы их выбора.

Что такое ФПС?
FPS означает количество кадров в секунду. Это количество отдельных изображений, которые камера снимает каждую секунду. Видео с частотой 30 кадров в секунду показывает 30 изображений в секунду, что выглядит плавно для человеческого глаза. Более низкие значения FPS, например 15 или 20, могут выглядеть прерывистыми, особенно когда камера или объект движется.

Типичная частота кадров для эндоскопических камер
Большинство стандартных эндоскопических камер работают со скоростью 30 кадров в секунду . Это отраслевой стандарт плавного видео в реальном времени.

Почему 30 кадров в секунду является стандартным?
30 кадров в секунду — это значение по умолчанию для большинства эндоскопов, потому что:

• Он обеспечивает плавное движение без заметных задержек.

• Он балансирует качество изображения и пропускную способность данных.

• Он совместим с большинством дисплеев и систем записи.

• Он не требует чрезмерной вычислительной мощности.

( HD-модуль камеры 1080p) со скоростью 30 кадров в секунду — наиболее распространенная конфигурация профессиональных эндоскопов.

Когда важен более высокий FPS
Некоторым приложениям требуется более высокий FPS:

• Медицинская хирургия: 60 кадров в секунду помогает запечатлеть быстрые движения, например биение сердца или быстрое движение инструментов. Но большинство хирургических эндоскопов работают со скоростью 30 кадров в секунду — этого достаточно для обычного движения.

• Промышленный осмотр движущихся частей: осмотр вращающейся турбины или быстрого конвейера? 60–120 кадров в секунду помогают заморозить движение без размытия.

• Высокоскоростное документирование. Некоторые модели модулей камеры эндоскопа 4K обеспечивают сверхплавное видео со скоростью 60 кадров в секунду.

Когда допустимо более низкое значение FPS
Более низкое значение FPS (15–20) может подойти для:

• Проверка труб: камера движется медленно; объекты не движутся быстро.

• Базовые проверки присутствия/отсутствия: вам не нужно плавное движение, чтобы увидеть засор.

• Передача с низкой пропускной способностью: снижение частоты кадров до 15 кадров в секунду экономит полосу пропускания.

Компромисс между FPS и разрешением.
Более высокое разрешение требует большей пропускной способности, что может ограничить максимальный FPS. Например:

• ( Модуль камеры эндоскопа 4K 3840 × 2160) может работать со скоростью максимум 30 кадров в секунду.

• Тот же датчик в режиме 1080p мог работать со скоростью 60 кадров в секунду.

Если вам нужно одновременно высокое разрешение и высокая частота кадров, вам понадобится более быстрый интерфейс (USB 3.0 или MIPI) и большая вычислительная мощность.

Шутер от первого лица в разных форм-факторах

USB-камеры для эндоскопов.
Большинство бороскопических камер с подсветкой , подключаемой через USB, работают со скоростью 30 кадров в секунду. Модули USB 2.0 обеспечивают максимальную скорость 30 кадров в секунду для разрешения 1080p. USB 3.0 может достигать 60 кадров в секунду при разрешении 1080p или 30 кадров в секунду при разрешении 4K.

Мини- и ультра-мини-модули
Ультра -мини-модуль камеры (диаметром менее 2 мм) имеет крошечный сенсор и ограниченную полосу пропускания. Они часто работают со скоростью 15–30 кадров в секунду из-за физических ограничений. Маленький сенсор не может считывать пиксели так же быстро, как большой.

Беспроводные эндоскопы.
Эндоскопы на основе Wi-Fi часто работают со скоростью 20–30 кадров в секунду, поскольку пропускная способность беспроводной сети ограничена. У некоторых падает до 15 FPS при плохом сигнале.

Факторы, влияющие на FPS

1. Скорость считывания датчика
Камера с модулем cmos считывает пиксели ряд за рядом. Датчики большего размера с большим количеством пикселей требуют больше времени для считывания. Ультрамини-модуль с небольшим сенсором может считывать быстро, но разрешение у него низкое.

2. Пропускная способность интерфейса

• USB 2.0: ~40 МБ/с. Достаточно для 1080p при 30 кадрах в секунду, а не для 4K.

• USB 3.0: ~400 МБ/с. Поддерживает 4K при 30 кадрах в секунду или 1080p при 60 кадрах в секунду.

• MIPI CSI-2: высокая пропускная способность, поддержка 4K при 30–60 кадрах в секунду.

• Аналоговый (AHD/CVBS): обычно 30 кадров в секунду (NTSC) или 25 кадров в секунду (PAL).

3. Мощность процессора.
Приемное устройство должно обрабатывать каждый кадр. Медленный процессор может пропускать кадры или увеличивать задержку.

4. Освещение
При слабом освещении камере может потребоваться более длительная выдержка, что снижает эффективный FPS. Некоторые камеры автоматически снижают FPS в условиях недостаточной освещенности.

Какой FPS вам действительно нужен?
Для большинства эндоскопических применений достаточно и рекомендуется 30 кадров в секунду..

Модули эндоскопов
Sure

• Лучший модуль камеры: настраиваемый FPS в зависимости от вашего приложения.

• Камера для бороскопа с подсветкой: стандарт 30 кадров в секунду для промышленных бороскопов.

• HD-модуль камеры: 1080p при 30 кадрах в секунду или 60 кадров в секунду (USB 3.0)

• Камера модуля Cmos: датчики, поддерживающие 15–120 кадров в секунду.

• Модуль камеры эндоскопа 4K: 4K при 30 кадрах в секунду; 1080p при 60 кадрах в секунду

• Модуль ультрамини-камеры: обычно 15–30 кадров в секунду из-за ограничений по размеру.

Наше производство включает в себя оборудование класса 10/100, защищенное от пыли, и систему Active Alignment (AA) для идеальной фокусировки.

Как выбрать

1. Оцените скорость движения: медленное движение = 30 кадров в секунду в порядке. Быстро = 60+ FPS.

2. Учитывайте разрешение: более высокое разрешение может ограничить максимальный FPS.

3. Проверьте интерфейс: USB 2.0 ограничен разрешением 1080p, 30 кадров в секунду; USB 3.0 или MIPI необходим для более высокого уровня.

4. Оцените освещение: слабое освещение может привести к снижению FPS; обеспечить достаточное освещение.

5. Тест: образец модуля может подтвердить, соответствует ли 30 кадров в секунду вашим потребностям.

Резюме:
Типичная частота кадров для эндоскопических камер составляет 30 кадров в секунду. Это обеспечивает плавное видео в реальном времени для большинства медицинских, промышленных и потребительских приложений. Для некоторых специализированных применений требуется 60 кадров в секунду или выше (быстрое движение, хирургия), тогда как базовая проверка труб может работать со скоростью 15–20 кадров в секунду.

Факторы, влияющие на FPS, включают скорость считывания данных с датчиков, пропускную способность интерфейса, мощность процессора и освещение. Ультрамини -модуль камеры может быть ограничен 15–30 кадрами в секунду. обычно Модуль камеры эндоскопа 4K работает со скоростью 30 кадров в секунду в режиме 4K и 60 кадров в секунду в режиме 1080p.

В компании Sure мы помогаем клиентам выбрать оптимальную частоту кадров в секунду для нужд камеры с модулем cmos . Если вам нужна бороскопическая камера с подсветкой для промышленного контроля или HD-модуль камеры для медицинского использования, свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши требования к FPS.