《视觉 SLAM 十四讲》V2 第 5 讲相机与图像-编程知识

文章目录

- - 相机内参 && 外参
  - 5.1.2 畸变模型
  - 单目相机的成像过程
  - 5.1.3 双目相机模型
  - 5.1.4 RGB-D 相机模型
- 实践
- - 5.3.1 OpenCV 基础操作【Code】
  - - OpenCV版本查看
  - 5.3.2 图像去畸变【Code】
  - 5.4.1 双目视觉视差图点云【Code】
  - 5.4.2 RGB-D 点云拼合成地图【Code】
- 习题
- - 题1
  - √ 题2
  - 题3
  - √ 题4
  - 题5
  - 题6
  - 题7

空间点投影到相机成像平面

前面内容总结：
1、机器人如何表示自身位姿

视觉SLAM：观测主要是指 相机成像的过程。

投影过程描述：针孔 + 畸变

相机内参 && 外参

在这里插入图片描述

像素坐标系与成像平面之间，相差了一个缩放和一个原点的平移。

像素坐标系：
原点 $o^{\prime}$ 位于图像左上角
$u$ 轴向右与 $x$ 轴平行
$v$ 轴向下与 $y$ 轴平行

设像素坐标在 $u$ 轴上缩放了 $\alpha$ 倍，在 $v$ 轴上缩放了 $\beta$ 倍。同时原点平移了 $c_x, c_y]^T$
则点 $p^{\prime}$ 的坐标与像素坐标 $u, v]^T$ 之间的关系
$\begin{equation*} \begin{cases} u = \alpha X^{\prime} + c_x \overset{由式5.2}{=} \alpha ·f\frac{X}{Z} + c_x \overset{令f_x = \alpha f}{=} f_x\frac{X}{Z} + c_x \\ v = \beta Y^{\prime} + c_y \overset{由式5.2}{=} \beta·f\frac{Y}{Z} + c_x \overset{令f_y = \beta f}{=} f_y\frac{Y}{Z} + c_y \end{cases} \end{equation*}$

其中 $f_x = \alpha f, f_y=\beta f$
$f$ 的单位为米，
$\alpha, \beta$ 的单位为 像素/米
$f_x, f_y$ 和 $c_x, c_y$ 的单位为像素。

$\begin{align*}\begin{bmatrix}u\\ v\\ 1\end{bmatrix} &=\begin{bmatrix}f_x & 0 & c_x\\ 0 & f_y & c_y\\ 0 & 0 &1\end{bmatrix}\begin{bmatrix}\frac{X}{Z}\\ \frac{Y}{Z}\\ 1\end{bmatrix}\\ &=\frac{1}{Z}\begin{bmatrix}f_x & 0 & c_x\\ 0 & f_y & c_y\\ 0 & 0 &1\end{bmatrix}\begin{bmatrix}X\\ Y\\ Z\end{bmatrix}\\ &\overset{\mathrm{def}}{=} \frac{1}{Z}\bm{KP} \end{align*}$

相机的内参数(Camera Intrinsics) 矩阵 $\bm{K}$

$\bm{K} = \begin{bmatrix}f_x & 0 & c_x\\ 0 & f_y & c_y\\ 0 & 0 &1\end{bmatrix}$

标定：自己确定相机的内参【相机生产厂商未告知相机内参的情形】

标定算法：单目棋盘格张正友标定法

相机在运动 ——> $P$ 的相机坐标 = 其世界坐标 $\bm{P_\mathrm{w}}$ 根据相机位姿转换到相机坐标系下。

$Z\bm{P}_{uv}=Z\begin{bmatrix} u \\v \\1\end{bmatrix}=\bm{K(RP_{\mathrm{w}}+t)=KTP_\mathrm{w}}$

相机的外参数(Camera Extrinsics):相机的位姿 $\bm{R}$ ， $\bm{t}$

机器人或自动驾驶：外参 = 相机坐标系到机器人本体坐标系之间的变换。

描述 相机安装在什么地方

5.1.2 畸变模型

径向畸变：透镜形状引起的畸变(失真)。坐标点 距离原点的长度发生了变化。
在这里插入图片描述

桶形畸变：图像放大率随着与光轴之间的距离增加而减小。
枕型畸变：图像放大率随着与光轴之间的距离增加而增加。

穿过图像中心和光轴有交点的直线还能保持形状不变。

切向畸变：相机在在组装过程中不能使 透镜和成像面 严格平行。水平夹角发行了变化。

在这里插入图片描述

通过5个畸变系数( $k_1,k_2,k_3,p_1,p_2$ )找到某个点在像素平面的正确位置：

单目相机的成像过程

在这里插入图片描述

5.1.3 双目相机模型

在这里插入图片描述
$\frac{z-f}{z}=\frac{b-u_L+u_R}{b}$
$令d = u_L-u_R$ 视差

则 $\frac{z-f}{z}=\frac{b-d}{b}$

$1-\frac{f}{z}=1-\frac{d}{b}$

$\frac{f}{z}=\frac{d}{b}$

$z=\frac{fb}{d}$

由于计算量的原因，双目深度估计需要使用 GPU 或 FPGA 来实时计算。

5.1.4 RGB-D 相机模型

在这里插入图片描述

RGB-D 相机：向探测目标发射一束光线(通常是红外光)。

RGB-D 不足：
1、用红外光进行深度测量，容易受到日光或其他传感器发射的红外光干扰。不能在室外使用。
2、多个RGB-D相机之间也会相互干扰。
3、透射材质因为接收不到反射光，无法测量。

在这里插入图片描述
$h$ 对应行数
$w$ 对应列数

在这里插入图片描述
OpenCV: 通道顺序为 BGR

在这里插入图片描述

Eigen对于固定大小的矩阵使用起来效率更高。

实践

5.3.1 OpenCV 基础操作【Code】

OpenCV版本查看

python3 -c "import cv2; print(cv2.__version__)"

可能报错

/home/xixi/Downloads/slambook2-master/ch5/basicuse/basicuse.cpp:6:9: fatal error: opencv2/core/core.cpp: No such file or directory6 | #include<opencv2/core/core.cpp>

OpenCV没安装好
gtk/gtk.h报错链接
到 OpenCV 安装包

mkdir build && cd build
cmake ..
make -j4  # 之前 -j8有误，改4试试
sudo make install

——————————————————

mkdir build && cd build 
cmake ..
make 
./basicuse ubuntu.png   ## ubuntu.png 要放在 build文件夹里; 或者提供该图片的绝对路径；或相对于build文件夹的相对路径

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)project(basicuse)# 添加C++ 11 标准支持  nullptr  chrono
set( CMAKE_BUILD_TYPE "Release" )
set( CMAKE_CXX_FLAGS "-std=c++11 -O3" )# 寻找 OpenCV 库
find_package(OpenCV 4.2.0 REQUIRED)
#添加头文件
include_directories(${OpenCV_INCLUDE_DIRS})add_executable(basicuse basicuse.cpp)
# 链接OpenCV库
target_link_libraries(basicuse ${OpenCV_LIBS})

basicuse.cpp

#include<iostream>
#include<chrono> // 计时using namespace std;#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>// high-level graphical user interfaceusing namespace cv;int main(int argc, char **argv){// 读取argv[1] 指定的图像cv::Mat image;image = cv::imread(argv[1]);  // 从命令行的第一个参数中 读取图像位置// 判断图像是否 正确读取if (image.data == nullptr){cerr << "文件" << argv[1] << "不存在。" << endl;return 0; }// 输出文件的基本信息cout << "图像宽为" << image.cols << "，高为" << image.rows<< ", 通道数为" << image.channels()  << endl;cv::imshow("image", image);cv::waitKey(0);  // 暂停程序，等待一个按键输入cv::destroyAllWindows();return 0;
}

在这里插入图片描述

#include<iostream>
#include<chrono> // 计时using namespace std;#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>// high-level graphical user interfaceusing namespace cv;int main(int argc, char **argv){// 读取argv[1] 指定的图像cv::Mat image;image = cv::imread(argv[1]);  // 从命令行的第一个参数中 读取图像位置// 判断image的类型if (image.type() != CV_8UC1 && image.type() != CV_8UC3) {// 图像类型不符合要求cout << "请输入一张彩色图或灰度图." << endl;return 0;}// 遍历图像, 请注意以下遍历方式亦可使用于随机像素访问// 使用 std::chrono 来给算法计时chrono::steady_clock::time_point t1 = chrono::steady_clock::now();for (size_t y = 0; y < image.rows; y++) {// 用cv::Mat::ptr获得图像的行指针unsigned char *row_ptr = image.ptr<unsigned char>(y);  // row_ptr是第y行的头指针for (size_t x = 0; x < image.cols; x++) {// 访问位于 x,y 处的像素unsigned char *data_ptr = &row_ptr[x * image.channels()]; // data_ptr 指向待访问的像素数据// 输出该像素的每个通道,如果是灰度图就只有一个通道for (int c = 0; c != image.channels(); c++) {unsigned char data = data_ptr[c]; // data为I(x,y)第c个通道的值}}}chrono::steady_clock::time_point t2 = chrono::steady_clock::now();chrono::duration<double> time_used = chrono::duration_cast < chrono::duration < double >> (t2 - t1);cout << "遍历图像用时：" << time_used.count() << " 秒。" << endl;return 0;
}

在这里插入图片描述

#include<iostream>
#include<chrono> // 计时using namespace std;#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>// high-level graphical user interfaceusing namespace cv;int main(int argc, char **argv){// 读取argv[1] 指定的图像cv::Mat image;image = cv::imread(argv[1]);  // 从命令行的第一个参数中 读取图像位置// 关于 cv::Mat 的拷贝// 直接赋值并不会拷贝数据   浅拷贝 会 同时修改原始数据cv::Mat image_another = image;// 修改 image_another 会导致 image 发生变化image_another(cv::Rect(0, 0, 100, 100)).setTo(0); // 将左上角100*100的块置零cv::imshow("image", image);cv::waitKey(0);// 使用clone函数来拷贝数据cv::Mat image_clone = image.clone();image_clone(cv::Rect(0, 0, 100, 100)).setTo(255);cv::imshow("image", image);cv::imshow("image_clone", image_clone);cv::waitKey(0);// 对于图像还有很多基本的操作,如剪切,旋转,缩放等,限于篇幅就不一一介绍了,请参看OpenCV官方文档查询每个函数的调用方法.cv::destroyAllWindows();return 0;
}

5.3.2 图像去畸变【Code】

cv::Undistort()

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)project(myOpenCV)# 添加C++ 11 标准支持  nullptr  chrono
set( CMAKE_BUILD_TYPE "Release" )
set( CMAKE_CXX_FLAGS "-std=c++11 -O3" )# 寻找 OpenCV 库
find_package(OpenCV 4.2.0 REQUIRED)
#添加头文件
include_directories(${OpenCV_INCLUDE_DIRS})add_executable(myOpenCV undistortImage.cpp)
# 链接OpenCV库
target_link_libraries(myOpenCV ${OpenCV_LIBS})

undistortImage.cpp

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <string>using namespace std;string image_file = "../distorted.png";   // 请确保路径正确 int main(int argc, char **argv) {// 本程序实现去畸变部分的代码。尽管我们可以调用OpenCV的去畸变，但自己实现一遍有助于理解。// 畸变参数double k1 = -0.28340811, k2 = 0.07395907, p1 = 0.00019359, p2 = 1.76187114e-05;// 内参double fx = 458.654, fy = 457.296, cx = 367.215, cy = 248.375;cv::Mat image = cv::imread(image_file, 0);   // 图像是灰度图，CV_8UC1int rows = image.rows, cols = image.cols;cv::Mat image_undistort = cv::Mat(rows, cols, CV_8UC1);   // 去畸变以后的图// 计算去畸变后图像的内容for (int v = 0; v < rows; v++) {for (int u = 0; u < cols; u++) {// 按照公式，计算点(u,v)对应到畸变图像中的坐标(u_distorted, v_distorted)double x = (u - cx) / fx, y = (v - cy) / fy;double r = sqrt(x * x + y * y);double x_distorted = x * (1 + k1 * r * r + k2 * r * r * r * r) + 2 * p1 * x * y + p2 * (r * r + 2 * x * x);double y_distorted = y * (1 + k1 * r * r + k2 * r * r * r * r) + p1 * (r * r + 2 * y * y) + 2 * p2 * x * y;double u_distorted = fx * x_distorted + cx;double v_distorted = fy * y_distorted + cy;// 赋值 (最近邻插值)if (u_distorted >= 0 && v_distorted >= 0 && u_distorted < cols && v_distorted < rows) {image_undistort.at<uchar>(v, u) = image.at<uchar>((int) v_distorted, (int) u_distorted);} else {image_undistort.at<uchar>(v, u) = 0;}}}// 画图去畸变后图像cv::imshow("distorted", image);cv::imshow("undistorted", image_undistort);cv::waitKey();return 0;
}

在这里插入图片描述

5.4.1 双目视觉视差图点云【Code】

在这里插入图片描述

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)project(stereoVision)# 添加C++ 11 标准支持  nullptr  chrono
set( CMAKE_BUILD_TYPE "Release" )
set( CMAKE_CXX_FLAGS "-std=c++11 -O3" )# 寻找 OpenCV 库
find_package(OpenCV 4.2.0 REQUIRED)
#添加头文件
include_directories(${OpenCV_INCLUDE_DIRS})find_package(Pangolin REQUIRED)add_executable(stereoVision stereoVision.cpp)
target_link_libraries(stereoVision ${OpenCV_LIBS} ${Pangolin_LIBRARIES})

stereoVision.cpp

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <vector>
#include <string>
#include <Eigen/Core>
#include <pangolin/pangolin.h>
#include <unistd.h>using namespace std;
using namespace Eigen;// 文件路径
string left_file = "../left.png";
string right_file = "../right.png";// 在pangolin中画图，已写好，无需调整
void showPointCloud(const vector<Vector4d, Eigen::aligned_allocator<Vector4d>> &pointcloud);int main(int argc, char **argv) {// 内参double fx = 718.856, fy = 718.856, cx = 607.1928, cy = 185.2157;// 基线double b = 0.573;// 读取图像cv::Mat left = cv::imread(left_file, 0);cv::Mat right = cv::imread(right_file, 0);cv::Ptr<cv::StereoSGBM> sgbm = cv::StereoSGBM::create(0, 96, 9, 8 * 9 * 9, 32 * 9 * 9, 1, 63, 10, 100, 32);    // 神奇的参数cv::Mat disparity_sgbm, disparity;sgbm->compute(left, right, disparity_sgbm);disparity_sgbm.convertTo(disparity, CV_32F, 1.0 / 16.0f);// 生成点云vector<Vector4d, Eigen::aligned_allocator<Vector4d>> pointcloud;// 如果你的机器慢，请把后面的v++和u++改成v+=2, u+=2for (int v = 0; v < left.rows; v++)for (int u = 0; u < left.cols; u++) {if (disparity.at<float>(v, u) <= 0.0 || disparity.at<float>(v, u) >= 96.0) continue;Vector4d point(0, 0, 0, left.at<uchar>(v, u) / 255.0); // 前三维为xyz,第四维为颜色// 根据双目模型计算 point 的位置double x = (u - cx) / fx;double y = (v - cy) / fy;double depth = fx * b / (disparity.at<float>(v, u));point[0] = x * depth;point[1] = y * depth;point[2] = depth;pointcloud.push_back(point);}cv::imshow("disparity", disparity / 96.0);cv::waitKey(0);// 画出点云showPointCloud(pointcloud);return 0;
}void showPointCloud(const vector<Vector4d, Eigen::aligned_allocator<Vector4d>> &pointcloud) {if (pointcloud.empty()) {cerr << "Point cloud is empty!" << endl;return;}pangolin::CreateWindowAndBind("Point Cloud Viewer", 1024, 768);glEnable(GL_DEPTH_TEST);glEnable(GL_BLEND);glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);pangolin::OpenGlRenderState s_cam(pangolin::ProjectionMatrix(1024, 768, 500, 500, 512, 389, 0.1, 1000),pangolin::ModelViewLookAt(0, -0.1, -1.8, 0, 0, 0, 0.0, -1.0, 0.0));pangolin::View &d_cam = pangolin::CreateDisplay().SetBounds(0.0, 1.0, pangolin::Attach::Pix(175), 1.0, -1024.0f / 768.0f).SetHandler(new pangolin::Handler3D(s_cam));while (pangolin::ShouldQuit() == false) {glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);d_cam.Activate(s_cam);glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);glPointSize(2);glBegin(GL_POINTS);for (auto &p: pointcloud) {glColor3f(p[3], p[3], p[3]);glVertex3d(p[0], p[1], p[2]);}glEnd();pangolin::FinishFrame();usleep(5000);   // sleep 5 ms}return;
}

视差图：
在这里插入图片描述

byzanz-record -x 147 -y 76 -w 1386 -h 768  -d 15 --delay=5 -c  /home/xixi/myGIF/test.gif

在这里插入图片描述

5.4.2 RGB-D 点云拼合成地图【Code】

通过物理方法获得像素深度信息
在这里插入图片描述

mkdir build && cd build
cmake ..
make 
./joinMap

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)project(joinMap)# 添加C++ 11 标准支持  nullptr  chrono
set( CMAKE_BUILD_TYPE "Release" )
set( CMAKE_CXX_FLAGS "-std=c++11 -O3" )# 寻找 OpenCV 库
find_package(OpenCV 4.2.0 REQUIRED)
#添加头文件
include_directories(${OpenCV_INCLUDE_DIRS})# Sophus 库
find_package(Sophus REQUIRED)
include_directories(${Sophus_INCLUDE_DIRS})#  Pangolin 库
find_package(Pangolin REQUIRED)
include_directories(${Pangolin_INCLUDE_DIRS})add_executable(joinMap joinMap.cpp)
target_link_libraries(joinMap ${OpenCV_LIBS} ${Pangolin_LIBRARIES} ${Sophus_LIBRARIES}) 
# 上面这句 一定要 链接到  Sophus

joinMap.cpp

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <boost/format.hpp>  // for formating strings
#include <pangolin/pangolin.h>
#include <sophus/se3.h>using namespace Sophus;  // 原代码少了 这句
using namespace std;
typedef vector<Sophus::SE3, Eigen::aligned_allocator<Sophus::SE3>> TrajectoryType;
typedef Eigen::Matrix<double, 6, 1> Vector6d;// 在pangolin中画图，已写好，无需调整
void showPointCloud(const vector<Vector6d, Eigen::aligned_allocator<Vector6d>> &pointcloud);int main(int argc, char **argv) {vector<cv::Mat> colorImgs, depthImgs;    // 彩色图和深度图TrajectoryType poses;         // 相机位姿ifstream fin("../pose.txt");if (!fin) {cerr << "请在有pose.txt的目录下运行此程序" << endl;return 1;}for (int i = 0; i < 5; i++) {boost::format fmt("../%s/%d.%s"); //图像文件格式  // !! 这里的路径也要改colorImgs.push_back(cv::imread((fmt % "color" % (i + 1) % "png").str()));depthImgs.push_back(cv::imread((fmt % "depth" % (i + 1) % "pgm").str(), -1)); // 使用-1读取原始图像double data[7] = {0};for (auto &d:data)fin >> d;Sophus::SE3 pose(Eigen::Quaterniond(data[6], data[3], data[4], data[5]),Eigen::Vector3d(data[0], data[1], data[2]));poses.push_back(pose);}// 计算点云并拼接// 相机内参 double cx = 325.5;double cy = 253.5;double fx = 518.0;double fy = 519.0;double depthScale = 1000.0;vector<Vector6d, Eigen::aligned_allocator<Vector6d>> pointcloud;pointcloud.reserve(1000000);for (int i = 0; i < 5; i++) {cout << "转换图像中: " << i + 1 << endl;cv::Mat color = colorImgs[i];cv::Mat depth = depthImgs[i];Sophus::SE3 T = poses[i];for (int v = 0; v < color.rows; v++)for (int u = 0; u < color.cols; u++) {unsigned int d = depth.ptr<unsigned short>(v)[u]; // 深度值if (d == 0) continue; // 为0表示没有测量到Eigen::Vector3d point;point[2] = double(d) / depthScale;point[0] = (u - cx) * point[2] / fx;point[1] = (v - cy) * point[2] / fy;Eigen::Vector3d pointWorld = T * point;Vector6d p;p.head<3>() = pointWorld;p[5] = color.data[v * color.step + u * color.channels()];   // bluep[4] = color.data[v * color.step + u * color.channels() + 1]; // greenp[3] = color.data[v * color.step + u * color.channels() + 2]; // redpointcloud.push_back(p);}}cout << "点云共有" << pointcloud.size() << "个点." << endl;showPointCloud(pointcloud);return 0;
}void showPointCloud(const vector<Vector6d, Eigen::aligned_allocator<Vector6d>> &pointcloud) {if (pointcloud.empty()) {cerr << "Point cloud is empty!" << endl;return;}pangolin::CreateWindowAndBind("Point Cloud Viewer", 1024, 768);glEnable(GL_DEPTH_TEST);glEnable(GL_BLEND);glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);pangolin::OpenGlRenderState s_cam(pangolin::ProjectionMatrix(1024, 768, 500, 500, 512, 389, 0.1, 1000),pangolin::ModelViewLookAt(0, -0.1, -1.8, 0, 0, 0, 0.0, -1.0, 0.0));pangolin::View &d_cam = pangolin::CreateDisplay().SetBounds(0.0, 1.0, pangolin::Attach::Pix(175), 1.0, -1024.0f / 768.0f).SetHandler(new pangolin::Handler3D(s_cam));while (pangolin::ShouldQuit() == false) {glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);d_cam.Activate(s_cam);glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);glPointSize(2);glBegin(GL_POINTS);for (auto &p: pointcloud) {glColor3d(p[3] / 255.0, p[4] / 255.0, p[5] / 255.0);glVertex3d(p[0], p[1], p[2]);}glEnd();pangolin::FinishFrame();usleep(5000);   // sleep 5 ms}return;
}

在这里插入图片描述

byzanz-record -x 72 -y 64 -w 998 -h 605  -d 15 --delay=5 -c  /home/xixi/myGIF/test.gif

在这里插入图片描述

习题

待做：

找OpenCV里的标定方法
整理链接里的内容

在这里插入图片描述

题1

相机内参标定

√ 题2

相机内参 $\bm{K}$ 的物理意义：可将世界坐标系某点 $P$ 的归一化坐标 转成 像素坐标。 $\bm{P_{uv}=K}[X/Z,Y/Z, 1]^T$

图像分辨率指图像中存储的信息量，是每英寸图像内有多少个像素点，分辨率的单位为PPI(Pixels Per Inch)，通常叫做像素每英寸。
在这里插入图片描述

当分辨率变为原来的两倍时，显然对于同一位置，以像素为单位的 $c_x$ 和 $c_y$ 均变为原来的2倍。而以像素/每米为单位的 $\alpha$ 和 $\beta$ 变成原来的 2 倍。 $f$ 不变，则 $f_x = \alpha f$ 和 $f_y = \beta f$ 也变为原来的 2 倍。
综上：当相机的分辨率变为原来的2倍时， $c_x$ ， $c_y$ ， $f_x$ ， $f_y$ 均变为原来的 2 倍。

题3

鱼眼或全景相机标定
链接1
链接2
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√ 题4

异同：
工业相机常见的曝光方式:
1、全局曝光（Global shutter，也称全局快门、帧曝光）

当光圈打开时，工业相机中的图像传感器上所有像素点可以在同一时刻曝光，当光圈关闭后，所有像素同时结束曝光，然后输出像素数据。全局曝光的工业相机可以一次拍摄物体的整体图像后再输出，因此在拍摄高速运动物体时图像不会偏移，能够达到无失真的效果。
CCD(电荷耦合)元件为这种曝光方式

2、卷帘曝光（Rolling shutter，也称卷帘快门、行曝光）

采用的是逐行扫描逐行曝光的方式，当上一行的所有像素同时曝光后，下一行的所有像素再同时曝光，直至所有行曝光完成。
当曝光不当或物体移动较快时，会出现部分曝光(partial exposure)、斜坡图形(skew)、晃动(wobble) 等现象。这种Rolling shutter方式拍摄出现的现象，称为“果冻效应”。
大部分CMOS相机使用卷帘快门（rolling shutter）

3、基于卷帘曝光并结合全局曝光优势的全局复位释放曝光（Global Reset Release Shutter，GRR）

优缺点：
Global shutter适用于拍摄高速运动物体；且在光线有明暗变化的时候，Global shutter sensor不会有明暗瑕疵。
Global shutter需要对每个像素都要增加一个存储单元，这样增加了sensor的生产难度以及成本。
Rolling Shutter sensor适用于拍摄运动速度相对较慢的物体或场景，可获得更高的成像信噪比。 Rolling Shutter 在低噪、像素损失、高感、动态范围等有优势。