6 faktorer, der bestemmer et kameras ydeevne i svagt lys | Hvordan optimerer man?

Hvordan udfører man billeddannelse i svagt lys i områder med dårlige lysforhold? Dette er en stor udfordring, der har plaget indlejrede visionsapplikationer. Det er ikke let at opnå en god ydeevne i svagt lys, fordi det påvirkes af samspillet mellem forskellige faktorer. Tidligere, på grund af begrænset teknologi, var billeder taget i miljøer med svagt lys ikke klare og havde endda meget støj og detaljetab. Med udviklingen af sensorer og indlejrede visionsteknologier har billeddannelse i svagt lys nu gode løsninger og kan endda optages om natten.

I denne artikel vil vi se på de faktorer, der påvirkerydeevne i svagt lysog de enkelte anvendelsesområder, hvor billeddannelse i svagt lys er involveret.

Hvad er ydeevne i svagt lys?

Før vi ser på de faktorer, der påvirker ydeevnen i svagt lys, skal vi forstå, hvad ydeevne i svagt lys er.
Ydeevne i svagt lys er et kameras evne til at give klare billeder i omgivelser med svag belysning ved at bevare billeddetaljer og samtidig minimere billedstøj. Denne ydeevne er vigtig for visionsapplikationer, der kræver billedbehandling om natten eller i miljøer med svagt lys. Nedenfor er en sammenligning af billeddannelse med og uden enheder i svagt lys.

Hvilke faktorer påvirker et kameras ydeevne i svagt lys?

Der er seks hovedfaktorer, der påvirker et kameras ydeevne i svagt lys:

1. Signal-støj-forhold (SNR)
2. Objektiv blænde
3. Pixel størrelse
4. Følsomhed
5. Miljøfaktorer
6. Algoritmer til billedbehandling

Lad os se nærmere på detaljerne for hver faktor nedenfor.

Signal-til-støj-forhold (SNR)

Signal-støj-forhold (SNR)er et vigtigt mål for kameraets ydeevne, der afspejler forholdet mellem signal og støj i et billede. En høj SNR betyder normalt, at der under dårlige lysforhold er mindre støj, og kameramodulet er i stand til at levere skarpere billeder. Et kamera med svagt lys er designet til at opnå en højere SNR ved at minimere støj og dermed forbedre billedkvaliteten.

Objektiv blænde

Størrelsen på objektivets blænde bestemmer mængden af lys, der rammer sensoren. Jo større blænde, jo mere lys løber der ind i den, og jo bedre er den til optagelse under dårlige lysforhold. Derfor anbefales en større blænde under dårlige lysforhold. En øget blænde kan dog ledsages af en reduceret dybdeskarphed, så for applikationer med afstandsvariationer kræves omhyggelige designovervejelser.

Pixel størrelse

Pixels er de grundlæggende enheder, der udgør et billede, og pixelstørrelse er de fysiske dimensioner af disse pixelenheder. Jo større pixelstørrelse, jo større er dens evne til at modtage lys. Det er i stand til at fange flere detaljer og reducere støj under dårlige lysforhold. Det er vigtigt at bemærke, at en stigning i pixelstørrelsen vil resultere i, at færre pixels kan rummes afminiature kameramodul, hvilket fører til et fald i opløsningen eller en stigning i sensorstørrelsen.

Følsomhed

Følsomhed er en indikator for en billedsensors evne til at konvertere indfaldende lys til et elektrisk signal, med andre ord, hvor godt kameraet reagerer på lys. Et kamera med høj følsomhed er i stand til at fange flere billeddetaljer under dårlige lysforhold. Dette er en af de væsentlige funktioner ved et kamera med svagt lys.

Miljøfaktorer

Miljøets overordnede lysstyrke påvirker kameraets evne til at tage brugbare billeder. Farvetemperaturen på det tilgængelige lys påvirker kameraets hvidbalance og farvegengivelsesmuligheder. Samtidig øger højere temperaturer støj og reducerer ydeevnen i svagt lys, så kameraer med svagt lys kræver en passende termisk styringsløsning.

Algoritmer til billedbehandling

Kameramodulets støjreduktionsalgoritmer er effektive til at fjerne uønsket korn fra billeder og bevare billeddetaljer i svagt lys. HDR fanger et bredere udvalg af toner og forhindrer højlysklipning og skyggekomprimering.

Disse faktorer hænger sammen og arbejder sammen for at påvirke kameraets effektivitet under dårlige lysforhold. For eksempel giver kameraer med store pixelstørrelser og høje signal-til-støj-forhold billedoutput i høj kvalitet under dårlige lysforhold. I mellemtiden kan optimering af objektivets blænde, følsomhed og billedbehandlingsalgoritmer yderligere forbedre kameraets ydeevne under dårlige lysforhold.

Hvordan optimerer man kameraets ydeevne i svagt lys?

Nu hvor vi har forstået de relevante faktorer, der påvirker kameraets ydeevne i svagt lys ovenfor, kan vi udføre målrettet optimering for at sikre, at kameraet i svagt lys spiller den maksimale ydeevne. Følgende er en kort introduktion til et par optimeringsmuligheder:
Optimering af objektiver:Vælg et objektiv med en større maksimal blændeåbning, og tilføj optisk stabilisering for at maksimere evnen til at fokusere lys.
Optimerede billedbehandlingsalgoritmer:Forbedre billedkvaliteten i miljøer med svagt lys ved hjælp af avanceret støjreduktion, optimering af dynamisk område og andre billedoptimeringsteknikker.
Miljøhensyn:Vurder omhyggeligt forholdene, farvetemperaturen og temperaturen i den omgivende belysning for at sikre optimal kameraydelse.

Anvendelse af kameramoduler i svagt lys i moderne indlejret syn

Kameraer med svagt lys er nu meget udbredt i en række indlejrede visionsapplikationer. Her tager vi et kort kig på nogle af de mere almindelige og populære applikationer baseret på kameraers ydeevne i svagt lys.

Intelligent transportovervågning:Intelligente transportsystemer skal bruge kameramoduler med svagt lys til at identificere nummerplader og overvåge trafikken om natten eller i områder med svagt lys såsom tunneler med utilstrækkeligt lys. Selvom ikke alle intelligente transportsystemer kræver kameraer i svagt lys, anbefales det stadig.

Industrielt eftersyn:I fremstillingsindustrien kan kameraer med svagt lys bruges til automatiseret kvalitetskontrol for at sikre høje produktstandarder selv i dårligt oplyste arbejdsmiljøer. Sinoseens nattesynskameramodulprodukter er i stand til at levere billeddannelse af høj kvalitet, samtidig med at de opretholder det ultimative inden for ydeevne i svagt lys.

Droner:Droner er en populær applikation i dag, og ved at montere et højtydende kameramodul med svagt lys på en drone er det muligt at udføre natlig luftfotografering eller andre overvågningsopgaver.

Løsninger med svagt lys fra SInoseen

Hos SInoseen tilbyder vi et bredt udvalg af kameramoduler i svagt lys. Med femten års erfaring med indlejret vision og et team af specialiserede ingeniører kan vi levere den mest passende kameramodulløsning til svagt lys til dine behov. Vi har selvfølgelig også nogle referencesager, hvis du er interesseret, kan du gå til visning. Samtidig kan vi ogsåTilpas løsningenefter dine behov for at sikre, at den lever op til dine forventninger i videst muligt omfang.