الكاميرات الأحادية اللون مقابل كاميرات الألوان: لماذا تعد الكاميرات الأحادية اللون أفضل في الرؤية المدمجة؟

إحدى المعايير المهمة التي نستخدمها عند اختيار كاميرا رؤية مدمجة هي نوع الكروما. هناك نوعان شائعان من كاميرات الكروما: الكاميرات السوداء والأبيض والكاميرات الملونة. نستخدم عادةً الكاميرات الملونة لتسجيل الصور الملونة في حياتنا اليومية. ومع ذلك، هذا لا يعني بالضرورة أن الكاميرات الملونة أفضل من الكاميرات السوداء والأبيض.

تختص الكاميرات الأحادية اللون بالتقاط صور ذات مستويات رمادية، بينما تلتقط الكاميرات الملونة صورًا كاملة الألوان. بالنسبة لبعض التطبيقات الخاصة بالرؤية المدمجة،الكاميرات الأحادية اللون السوداء والأبيضهي الحل الأكثر عملية وفعالية لأنها قادرة على التقاط صور أكثر تفصيلًا في بيئات الإضاءة المنخفضة. دعونا نلقي نظرة أعمق على الكاميرات الملونة والأحادية اللون لنرى الفروقات ولماذا من الأفضل استخدام الكاميرات الأحادية اللون بدلاً من الملونة للرؤية المدمجة.

ما هو وحدة الكاميرا الملونة؟ كيف تعمل؟

وحدة كاميرا ملونة هي كاميرا تلتقط وتولد صورة بالألوان الكاملة. تستخدم نقاط البكسل على المستشعر لالتقاط الضوء ذي الطول الموجي المحدد وتحويل معلومات الضوء إلى معلومات اللون باستخدام مجموعة مرشحات الألوان (CFA). تلتقط الكاميرات الملونة بشكل أسرع من الكاميرات الأحادية اللون. في ظروف الإضاءة المنخفضة، قد تواجه وحدات الكاميرات الملونة مشاكل مثل نقص الوضوح والتفاصيل. وهذا لأن مجموعة مرشحات الألوان تقلل من كمية الضوء التي تصل إلى المستشعر.

تستخدم وحدات الكاميرا الملونة عادةً شبكة تصفية ألوان مع فلاتر حمراء وخضراء وزرقاء بديلة في وضع باير. يلتقط وضع باير فقط ثلث الضوء الواصل لكل بكسل، ويتم ترشيح الألوان الأخرى التي لا تطابق هذا الوضع تلقائيًا. بالإضافة إلى ذلك، يتطلب هذا الوضع إعادة بناء صورة بنائية كاملة باستخدام خوارزمية إزالة التجزئة التي تجمع نقاط الحساسية لإنتاج بكسل بنائي، أي أن لونًا واحدًا فقط يتم قياسه عند أي نقطة حساسية، والبقية يتم اشتقاقها بالاستدلال.

عادة ما تكون الكاميرات الملونة أرخص من الكاميرات الأحادية اللون وتُستخدم بشكل أكثر شيوعًا في التصوير الفوتوغرافي وهواتف الذكية والتطبيقات التي تتطلب التعرف على الألوان ومعلومات اللون لسوق المستهلكين العاديين.

ما هو وحدة كاميرا أحادية اللون؟

في وقت سابق كان لدينا بعض المعلومات حولالكاميرات السوداء والأبيض.على عكس الكاميرات الملونة التي تختص بالتقاط الصور الرمادية، يمكن للكاميرات الأحادية اللون التقاط كل الضوء الحادث لأنها لا تستخدم مصفوفة الفرز اللوني. يتم امتصاص الألوان الحمراء والخضراء والأزرق. وبالتالي فإن كمية الضوء هي ثلاثة أضعاف كمية الضوء في الكاميرا الملونة، ولا حاجة لخوارزميات فك التداخل لإصلاح الصورة. لذلك تمتلك الكاميرات الأحادية اللون أداءً أفضل من الكاميرات الملونة في ظروف الإضاءة المنخفضة

الفروقات بين الكاميرات الملونة والكاميرات الأحادية اللون

الكاميرات الملونة والكاميرات الأحادية اللون هما طريقتان مختلفتان لالتقاط الصور. أدناه نقارن بين الفروقات بينهما من حيث جودة الصورة وحساسية الضوء والدقة:

جودة الصورة:بسبب غياب مصفوفات الفلتر اللوني، يمكن للكاميرات الأحادية اللون التقاط صور أكثر حدة وتفاصيل مقارنة بالكاميرات الملونة، خاصة في الظروف ذات الإضاءة المنخفضة. من ناحية أخرى، يمكن للكاميرات الملونة التقاط صور ملونة بالكامل، وهو أمر مهم للتطبيقات التي تتطلب معلومات عن الألوان

حساسية الضوء:بما أن هناك عدم وجود مجموعة مرشحات الألوان، فإن الكاميرات الأحادية اللون تكون أكثر حساسية للضوء وتستقبل المزيد من الضوء مقارنة بالكاميرات الملونة. وبالتالي، تقدم أفضل وحدات الكاميرات الأحادية اللون أداءً أفضل في الإضاءة المنخفضة مقارنة بالكاميرات الملونة.

الدقة:الكاميرات الأحادية اللون لديها دقة أعلى من الكاميرات الملونة. السبب في ذلك هو أن كل بيكسل في كاميرا أحادية اللون يلتقط كل الضوء الذي يصل إليها.

لماذا تعتبر الكاميرات الأحادية اللون أفضل من الكاميرات الملونة في الرؤية المدمجة؟

تطبيقات الرؤية المدمجة تتطلب تفاصيل صورة أكثر دقة وسرعات معالجة أسرع. إذن لماذا تعتبر الكاميرات الأحادية اللون أفضل في الرؤية المدمجة؟ يمكننا تلخيص الفوائد التالية:

1. الكاميرات الأحادية اللون تؤدي بشكل أفضل في ظروف الإضاءة المنخفضة
2. خوارزميات الكاميرات الأحادية اللون تم تحسينها بدقة
3. مستشعرات الكاميرات الأحادية اللون تحتوي بطبيعتها على معدلات إطارات أعلى

لنشرح هذا بالتفصيل أدناه.

أداء أفضل في الإضاءة المنخفضة

الفرق الرئيسي بين الكاميرات الملونة والكاميرا الأحادية اللون هو أن الكاميرات الأحادية اللون لا تحتوي على مجموعة مرشحات الألوان (CFA). عن طريق إزالة مرشحات الألوان، تصبح الكاميرا الأحادية اللون أكثر حساسية للضوء وتستقبل المزيد من الضوء.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الكاميرات الملونة عادة ما تكون مجهزة بمرشحات قطع الأشعة تحت الحمراء لمنع مجموعة متنوعة من مشاكل التشوه اللوني الناتجة عن تفاعل الألوان الأساسية الثلاثة مع أطوال موجية قريبة من الأشعة تحت الحمراء.
بما أن الكاميرات الأحادية اللون لا تحتوي على كل من مجموعة مرشحات الألوان (CFA) ومرشحات قطع الأشعة تحت الحمراء، يمكن للمستشعر اكتشاف نطاق طيفي أوسع وقبول المزيد من الضوء. وهذا يعني أن الكاميرات الأحادية اللون قادرة على العمل بشكل ممتاز في ظروف الإضاءة المنخفضة.

خوارزميات أسرع

لا تصلح الكاميرات الملونة لتطبيقات الرؤية المدمجة المستندة إلى الذكاء الاصطناعي على الحواف بسبب تعقيد خوارزميات بناء الصور الخاصة بها.
على العكس، يمكن استخدام العديد من خوارزميات الكاميرات الأحادية اللون للكشف عن الأجسام، والتوقعات المتعلقة بالأشياء وغيرها من التطبيقات باستخدام نماذج الرؤية.

معدل إطار أعلى

تكون بيكسلات مستشعر الكاميرا الأحادية اللون أصغر من كاميرات الألوان. في كاميرات الألوان، يكون حجم البيانات المطلوب لمعالجة نفس الصورة أعلى ووقت المعالجة أطول مقارنة بالكاميرات الرقمية الأحادية اللون، مما يؤدي إلى معدلات إطارات أبطأ. وعلى العكس، تتميز الكاميرات الأحادية اللون بمعالجة أسرع ومعدل إطارات أعلى.

هنا يمكننا أن نستنتج أنه عند معالجة بيانات الصور نفسها في التطبيقات الفردية للرؤية المدمجة، تكون سرعة المعالجة، وأداء الإضاءة المنخفضة، ومعدل الإطارات في الكاميرات الأحادية اللون أعلى وأفضل من كاميرات الألوان، ولذلك من الأفضل استخدام الكاميرات الأحادية اللون بدلاً من كاميرات الألوان في التطبيقات الفردية للرؤية المدمجة.

تطبيقات لموديولات الكاميرا الأحادية اللون

لنستكشف بعض تطبيقات الرؤية المدمجة التي لا تتطلب بشكل خاص معلومات عن الألوان ونرى كيف يمكن للكاميرا الأحادية اللون أن تحدث فرقًا.

التعرف الآلي على لوحة号码 السيارات (ANPR)

في أنظمة النقل الذكية، نحتاج غالبًا إلى تحديد الانتهاكات من خلال التقاط لوحات الترخيص. الشيء الأول الذي يمكننا توضيحه هو أننا لا نحتاج إلى معلومات اللون، بل نحتاج فقط إلى التقاط الصورة بسرعة ثم تحليلها لقراءة معلومات المركبة باستخدام OCR (التعرف الضوئي على الحروف). سواء كان ذلك نهارًا أو ليلًا. لذلك، فإن الكاميرات الرقمية الأحادية اللون ذات الحساسية العالية والأداء القوي في الإضاءة المنخفضة قادرة على إكمال هذه التطبيق بشكل جيد. ومع ذلك، فإن المناطق الفردية التي تتطلب التعرف على اللوحات الملونة ما زالت بحاجة إلى استخدام الكاميرات الملونة.

قالفحص الجودة

في تطبيقات التلقين الصناعي حيث تُستخدم الكاميرات للكشف عما إذا كان الجسم متضررًا أم لا، يمكن استخدام الكاميرات الأحادية اللون. وهذا يستخدم على نطاق واسع في المصانع لضمان أن جودة المنتج تكون مرضية.

الخاتمة

في النهاية، لكل من الكاميرات الأحادية اللون والكاميرات الملونة مزايا وقيودها الخاصة. تختلف التطبيقات والحاجات لدينا، لذا يجب علينا اتخاذ القرار بناءً على الظروف الفعلية. أداء الكاميرا الأحادية اللون في الإضاءة المنخفضة قوي، حيث يمكنها التقاط صور واضحة ومفصلة في بيئات الإضاءة المنخفضة، لكن التكلفة أعلى ولا تستطيع التقاط صور ملونة. أما الكاميرات الملونة فقادرة على التقاط صور بالكامل بالألوان، لكن حساسيتها للإضاءة منخفضة وقد تنتج صورًا غير واضحة وغير مفصلة في ظروف الإضاءة المنخفضة.

نأمل أن يكون هذا المقال قد أعطاك فهمًا أوليًا حول الفروق بين الكاميرات الأحادية اللون والملونة، وأعطى فكرة عن أنواع التطبيقات التي تكون فيها الكاميرات الأحادية اللون مناسبة. على سبيل المثال، في التطبيقات التي لا يكون فيها الإخراج الملون مصدر قلق، بل الحساسية والأداء في الإضاءة المنخفضة هو الأولوية، ينبغي استخدام الكاميرا الأحادية اللون.

بالطبع، Sinoseen متاحة دائمًا لمساعدتك إذا كنت بحاجة إلى مساعدة، وبدعم من أكثر من 15 عامًا من الخبرة كمورد لحلولOEM كاميرات، تمتلك Sinoseen مجموعة واسعة من الكاميرات الأحادية اللون بتكوينات ومواصفات مختلفة لكل تطبيق. لا تتردد في التواصل معنا إذا كنت بحاجة إلى أي مساعدة.