6 عوامل تحدد أداء الكاميرا في الإضاءة المنخفضة | كيف يتم التحسين؟

كيف يمكن تنفيذ تصوير الإضاءة المنخفضة في المناطق ذات الظروف الإضاءة السيئة؟ هذا هو التحدي الرئيسي الذي يؤرق تطبيقات الرؤية المدمجة. تحقيق أداء جيد في الإضاءة المنخفضة ليس بالأمر السهل لأنه يتأثر بتفاعل العديد من العوامل. في الماضي، بسبب تقنيات محدودة، كانت الصور الملتقطة في بيئات الإضاءة المنخفضة غير واضحة وكانت تحتوي على الكثير من الضوضاء وخسارة التفاصيل. مع تطور المستشعرات وتقنيات الرؤية المدمجة، أصبح هناك الآن حلول جيدة لتصوير الإضاءة المنخفضة ويمكن حتى التقاط الصور ليلاً.

في هذه المقالة سنلقي نظرة على العوامل المؤثرة الأداء في الإضاءة المنخفضة والمجالات التطبيقية الفردية التي تتضمن تصوير الإضاءة المنخفضة.

ما هو أداء الإضاءة المنخفضة؟

قبل أن ننظر في العوامل التي تؤثر على أداء الإضاءة المنخفضة، يجب أن نفهم ما هو أداء الإضاءة المنخفضة.
أداء الإضاءة المنخفضة هو قدرة الكاميرا على تقديم صور واضحة في بيئات إضاءة منخفضة من خلال الحفاظ على تفاصيل الصورة وتقليل الضوضاء في الصورة. هذا الأداء مهم للتطبيقات البصرية التي تتطلب التصوير ليلاً أو في بيئات إضاءة منخفضة. أدناه مقارنة بين التصوير باستخدام أجهزة قادرة على العمل في الإضاءة المنخفضة وأخرى غير قادرة.

ما هي العوامل التي تؤثر على أداء الكاميرا في الإضاءة المنخفضة؟

هناك ست عوامل رئيسية تؤثر على أداء الكاميرا في الإضاءة المنخفضة:

1. نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)
2. فتحة العدسة
3. حجم البكسل
4. الحساسية
5. عوامل البيئة
6. خوارزميات معالجة الصور

لنلقي نظرة أكثر تفصيلاً على كل عامل من هذه العوامل أدناه.

نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)

نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) هي مقياس مهم لأداء الكاميرا، حيث تعكس نسبة الإشارة إلى الضوضاء في الصورة. نسبة SNR عالية تعني عادةً أن هناك ضوضاء أقل في ظروف الإضاءة المنخفضة وأن وحدة الكاميرا قادرة على تقديم صور أكثر وضوحًا. يتم تصميم الكاميرا الخاصة بالإضاءة المنخفضة لتحقيق نسبة SNR أعلى عن طريق تقليل الضوضاء، مما يحسن جودة الصورة.

فتحة العدسة

تحدد حجم فتحة العدسة كمية الضوء التي تصل إلى المستشعر. كلما كانت الفتحة أكبر، كان يصل منها ضوء أكثر، وتصبح أفضل لالتقاط الصور في ظروف الإضاءة المنخفضة. ولذلك يُوصى باستخدام فتحة أكبر في ظروف الإضاءة المنخفضة. ومع ذلك، قد acompanه زيادة في الفتحة بتقليل عمق الحقل، لذلك يتطلب تصميمًا دقيقًا للتطبيقات ذات التفاوت في المسافات.

حجم البكسل

البكسلات هي الوحدات الأساسية التي تتكون منها الصورة، وحجم البكسل هو الأبعاد الفيزيائية لهذه الوحدات. كلما كان حجم البكسل أكبر، زادت قدرته على استقبال الضوء. يمكنه التقاط المزيد من التفاصيل وتقليل الضوضاء في ظروف الإضاءة المنخفضة. من المهم ملاحظة أن زيادة حجم البكسل ستؤدي إلى تقليل عدد البكسلات التي يمكن إيواؤها بواسطة وحدة الكاميرا المصغرة ، مما يؤدي إلى انخفاض في الدقة أو زيادة في حجم المستشعر.

الحساسية

الحساسية هي مؤشر على قدرة مستشعر الصورة على تحويل الضوء الحادث إلى إشارة كهربائية، بمعنى آخر، مدى استجابة الكاميرا للضوء. الكاميرا ذات الحساسية العالية قادرة على التقاط المزيد من التفاصيل في الظروف الضوئية المنخفضة. هذا هو أحد الخصائص الأساسية للكاميرا التي تعمل في الإضاءة المنخفضة.

عوامل البيئة

يؤثر السطوع العام للبيئة على قدرة الكاميرا على التقاط صور قابلة للاستخدام. درجة حرارة اللون للضوء المتاح تؤثر على توازن الأبيض وقدرات إنتاج الألوان في الكاميرا. في الوقت نفسه، تزيد درجات الحرارة المرتفعة من الضوضاء وتقلل من أداء الإضاءة المنخفضة، لذلك تحتاج كاميرات الإضاءة المنخفضة إلى حل لإدارة الحرارة المناسب.

خوارزميات معالجة الصور

تُعتبر خوارزميات تقليل الضوضاء في وحدة الكاميرا فعالة في إزالة الحبيبات غير المرغوب فيها من الصور والحفاظ على تفاصيل الصورة في الإضاءة المنخفضة. HDR يلتقط نطاقًا أوسع من الألوان ويمنع تشبع الألوان الفاتحة وضغط الظلال.

هذه العوامل مترابطة تعمل معًا لتعزيز فعالية الكاميرا في الظروف الضوئية المنخفضة. على سبيل المثال، الكاميرات ذات حجم البكسل الكبير ونسبة الإشارة إلى الضوضاء العالية توفر جودة صورة عالية في ظروف الإضاءة المنخفضة. في الوقت نفسه، يمكن أن يؤدي تحسين فتحة العدسة، الحساسية والخوارزميات المعالجة للصورة إلى تعزيز أداء الكاميرا في الإضاءة المنخفضة بشكل أكبر.

كيفية تحسين أداء الكاميرا في الإضاءة المنخفضة؟

بعد أن فهمنا العوامل المؤثرة على أداء الكاميرا في الإضاءة المنخفضة كما هو مذكور أعلاه، يمكننا تنفيذ تحسينات مستهدفة لضمان تحقيق الكاميرا لأقصى أداء في الإضاءة المنخفضة. ما يلي هو مقدمة موجزة لبعض خيارات التحسين:
تحسين العدسة: اختر عدسة ذات فتحة قصوى أكبر وأضف استقرارًا بصريًا لتعظيم قدرة التركيز على الضوء.
تحسين الخوارزميات المعالجة للصورة: تحسين جودة الصورة في البيئات ذات الإضاءة المنخفضة باستخدام تقنيات متقدمة لتقليل الضوضاء، وتحسين النطاق الديناميكي، وغيرها من تقنيات تحسين الصور.
الاعتبارات البيئية: تقييم الشروط، درجة حرارة اللون، ودرجة حرارة الإضاءة المحيطة بعناية لضمان أداء الكاميرا الأمثل.

تطبيقات وحدات الكاميرات ذات الإضاءة المنخفضة في الرؤية المدمجة الحديثة

تُستخدم الآن كاميرات الإضاءة المنخفضة على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات المرتبطة بالرؤية المدمجة. هنا نلقي نظرة سريعة على بعض التطبيقات الأكثر شيوعًا وشعبيّة بناءً على أداء الكاميرات في الإضاءة المنخفضة.

مراقبة النقل الذكية: تحتاج أنظمة النقل الذكية إلى استخدام وحدات الكاميرات ذات الإضاءة المنخفضة لتحديد لوحات الترخيص ومراقبة حركة المرور ليلاً أو في المناطق ذات الإضاءة المنخفضة مثل الأنفاق التي تعاني من نقص الإضاءة. وعلى الرغم من أن ليس كل أنظمة النقل الذكية تتطلب كاميرات الإضاءة المنخفضة، إلا أنه لا يزال من المستحسن استخدامها.

الفحص الصناعي: في صناعة التصنيع، يمكن استخدام الكاميرات ذات الإضاءة المنخفضة للتفتيش الآلي على الجودة لضمان معايير منتجات عالية حتى في بيئات العمل ذات الإضاءة السيئة. منتجات وحدات كاميرات الرؤية الليلية من sinoseen قادرة على تقديم تصوير عالي الجودة مع الحفاظ على الأداء الأمثل في الإضاءة المنخفضة.

الطائرات بدون طيار: تعد الطائرات بدون طيار تطبيقًا شائعًا اليوم، ومن خلال تركيب وحدة كاميرا ذات إضاءة منخفضة عالية الأداء عليها، يمكن تنفيذ التصوير الجوي الليلي أو مهام المراقبة الأخرى.

حلول الإضاءة المنخفضة من SInoseen

في SInoseen، نقدم مجموعة واسعة من وحدات الكاميرات ذات الإضاءة المنخفضة. ومع خبرتنا البالغة خمسة عشر عامًا في الرؤية المدمجة وفريق المهندسين المتخصصين، يمكننا تقديم الحل الأنسب لوحدة الكاميرا ذات الإضاءة المنخفضة لمتطلباتك. بالطبع، لدينا أيضًا بعض الحالات المرجعية، إذا كنت مهتمًا، يمكنك الانتقال للاطلاع عليها. وفي الوقت نفسه، يمكننا أيضًا تخصيص الحل وفقًا لاحتياجاتك لضمان تحقيق توقعاتك إلى أقصى حد ممكن.