Dziwne fale przy włączaniu kamerki - przyczyny i rozwiązania

Pytanie

Czemu przy właczaniu kamerki widać dziwne fale

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Najczęściej „fale” przy włączaniu kamerki powoduje zjawisko migotania oświetlenia (flicker) w połączeniu z migawką „rolling shutter” oraz chwilowa „rozbiegówka” automatyki ekspozycji (AE/AGC). Rzadziej winne są zakłócenia zasilania/EMI lub sterowniki.
• Kluczowe punkty:
  • Niesynchronizowanie z siecią 50/60 Hz (szczególnie LED/świetlówki) → przesuwające się pasy.
  • Rolling shutter skanuje obraz linia‑po‑linii, więc różnice jasności między liniami tworzą „fale”.
  • Po starcie kamera przez 0,5–2 s ustawia ekspozycję i wzmocnienie – w tym czasie pasy są częstsze.
  • Zasilanie niskiej jakości, wspólne gniazda/USB z oświetleniem, słabe ekranowanie przewodów – nasilają objaw.

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie Szczegółowa analiza problemu

• Teoretyczne podstawy:

  • Flicker: większość źródeł sztucznego światła zasilanych z AC nie świeci ciągle. Dla 50 Hz (Europa) efektywne migotanie to zwykle 100 Hz; dla 60 Hz (USA) – 120 Hz. Jeśli czas migawki/FPS nie są wielokrotnością tych częstotliwości, kolejne linie/klatki „łapią” inną fazę światła, co tworzy ciemniejsze/jaśniejsze pasy.
  • Rolling shutter: matryca CMOS odczytuje linie sekwencyjnie, więc różnice jasności między liniami (spowodowane flickerem lub szybkim ruchem) materializują się jako ukośne/przesuwające się „fale”.
  • Pętla AE/AGC/AWB po uruchomieniu: algorytmy szybko zmieniają czas migawki i wzmocnienie, przez co przez pierwsze sekundy ekspozycja „mija się” z fazą oświetlenia – banding bywa wtedy wyraźniejszy mimo że później zanika.
  • PWM w LED: ściemniane LED-y często używają PWM od kilkuset Hz do kilku kHz. Niskie częstotliwości PWM lub aliasowanie z czasem migawki/FPS generują pasy nawet przy „stałym” zasilaniu.
  • Zasilanie/EMI: wspólne listwy, „brudne” zasilacze impulsowe, wspólny hub USB z kamerą i lampą LED, długie nieekranowane kable – wprowadzają zakłócenia i tętnienia, co może dawać powolne przesuwanie się pasów (szczególnie w analogowych torach wideo, ale w USB też bywa widoczne przez wpływ na analogowy front-end/ISP).

• Praktyczne zastosowania/obserwacje:

  • Pasy pojawiają się głównie w sztucznym świetle; na świetle dziennym zwykle znikają.
  • Przy filmowaniu ekranów (LCD z PWM podświetlenia, monitory 60/120/144 Hz) również wystąpi banding, jeśli FPS/migawka nie trafią w odświeżanie.

Aktualne informacje i trendy

• W nowszych kamerach/laptopach pojawia się automatyczne „anti‑flicker” 50/60 Hz lub nawet autowykrywanie, ale bywa wyłączone domyślnie w aplikacji lub nie działa podczas startu – warto wymusić właściwą wartość (USA: 60 Hz; Europa: 50 Hz).
• Oświetlenie LED o wysokiej częstotliwości PWM (kilkadziesiąt kHz) lub stałoprądowe (DC) praktycznie eliminuje banding – to coraz częściej podkreślają producenci oświetlenia do wideo.
• Sterowniki UVC/ISP coraz częściej pozwalają na „anti‑flicker exposure” (blokowanie czasów 1/60, 1/120 w regionach 60 Hz lub 1/50, 1/100 przy 50 Hz).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Zależności praktyczne:
  • Region 60 Hz (np. USA): preferuj FPS 30 lub 60 i czasy migawki 1/60, 1/120 (ew. 1/30). Unikaj 1/50, 1/100.
  • Region 50 Hz (np. PL): preferuj FPS 25 lub 50 i czasy 1/50, 1/100 (ew. 1/25). Unikaj 1/60, 1/120.
  • Ściemniacze LED o niskiej częstotliwości PWM łatwo powodują banding – zwiększ jasność (PWM ma wyższe wypełnienie) albo użyj trybu bez ściemniania, albo zmień źródło światła.
• „Fale tylko przy włączaniu”: to normalne zachowanie pętli AE/AGC. Jeśli po 1–2 s nie ustępują, przyczyną jest zwykle brak synchronizacji z oświetleniem lub zasilanie/EMI.

Aspekty etyczne i prawne

• Diagnostyka kamer w środowisku biurowym/domowym: pamiętaj o prywatności innych osób. Testując, wyłącz nagrywanie lub zakryj obiektyw, jeśli nie chcesz utrwalać obrazu. W środowiskach firmowych stosuj się do polityk IT.

Praktyczne wskazówki

• Szybkie kroki naprawcze (kolejność):

  1. W ustawieniach kamery/aplikacji włącz „Anti‑flicker/Power line frequency” i ustaw 60 Hz (USA) lub 50 Hz (Europa).
  2. Jeśli to możliwe, ustaw ręcznie migawkę i FPS: USA – 1/60 s i 30/60 fps; Europa – 1/50 s i 25/50 fps.
  3. Na czas testu wyłącz ściemnianie LED lub użyj innego źródła światła; sprawdź w świetle dziennym.
  4. Unikaj zasilania lamp LED z tego samego huba/listwy co kamera; podłącz lampy do innego gniazda (osobny zasilacz), a kamerę bezpośrednio do portu USB komputera.
  5. Skróć i przełóż przewody z dala od zasilających; użyj ekranowanych kabli USB dobrej jakości.
  6. Zaktualizuj sterownik/firmware kamerki i spróbuj innej aplikacji (np. systemowa „Aparat”) – różne aplikacje różnie zarządzają AE/anti‑flicker.
  7. Jeśli filmujesz ekran, dopasuj odświeżanie monitora do 60 Hz i nagrywaj 30/60 fps z 1/60 s (USA) albo odpowiednio 50 Hz ↔ 25/50 fps z 1/50 s (EU).

• Wskazówki dla inżynierów/instalatorów:

  • Dla kamer CCTV/embedded: zapewnij stabilne zasilanie (niski ripple), dodaj LC na wejściu, lokalne kondensatory nisko‑ESR, poprawne ekranowanie i gwiaździste prowadzenie masy.
  • Dla systemów wielokamerowych: testuj kamery pojedynczo, aby wykryć źródło interferencji; sprawdź uziemienia i pętle mas.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Nie wszystkie kamery umożliwiają ręczne ustawienie migawki/FPS/anti‑flicker – wtedy pozostaje zmiana oświetlenia lub aplikacji sterującej.
• Niektóre LED-y (zwłaszcza „smart”/RGB) stosują złożone sterowanie – nawet przy poprawnym 50/60 Hz pasy mogą pozostać; rozwiązaniem jest wymiana oświetlenia na „flicker‑free”.
• Jeśli pasy występują także na zewnątrz w świetle dziennym, możliwa usterka matrycy/ISP lub poważny problem z zasilaniem.

Sugestie dalszych badań

• Sprawdź, czy po ~2 s od startu pasy znikają – jeśli tak, to wyłącznie „rozbiegówka” AE/AGC.
• Zrób dwa krótkie testy i daj znać:
  • Test A: światło dzienne, anti‑flicker OFF → czy fale znikają?
  • Test B: to samo pomieszczenie, anti‑flicker 60 Hz (USA) lub 50 Hz (EU), migawka 1/60 lub 1/50 → czy poprawa jest natychmiastowa?
• Jeśli problem zostanie, podaj: model kamerki, system (Windows/macOS/Linux/Android), typ źródła światła (marka/ściemnianie), region (USA 60 Hz / Europa 50 Hz), czy kamera jest na USB/hubie i czy filmujesz ekran.

Krótkie podsumowanie

• „Fale” przy starcie kamerki wynikają głównie z aliasowania migawki/FPS z migotaniem oświetlenia oraz z chwilowej regulacji ekspozycji; rolling shutter uwidacznia pasy. Ustaw właściwe anti‑flicker (60 Hz w USA, 50 Hz w Europie), dobierz czasy 1/60 lub 1/50 s, ogranicz ściemnianie LED i zapewnij czyste zasilanie – w większości przypadków problem znika po tych krokach.