Monokrome vs. farvekameramoduler: Hvorfor monokrome kameramoduler er bedre i indlejret syn?

Et af de vigtige kriterier, vi bruger, når vi vælger et indlejret vision-kamera, er chroma-typen. Der er to almindelige typer chroma-kameraer: sort-hvide kameraer og farvekameraer. Vi bruger almindeligvis farvekameraer til at optage farverige billeder i vores daglige liv. Dette betyder dog ikke nødvendigvis, at farvekameraer er bedre end sort/hvide kameraer.

Monokrome kameraer har specialiseret sig i at tage gråtonebilleder, mens farvekameraer tager billeder i fuld farve. Til individuelle indlejrede visionsapplikationer,sort/hvid-monokrome kameraerer en mere praktisk og effektiv løsning, da de er i stand til at tage mere detaljerede billeder i miljøer med svagt lys. Lad os se nærmere på farve- og monokrome kameraer for at se forskellene, og hvorfor det er bedre at bruge monokrome kameraer end farvekameraer til indlejret syn.

Hvad er et farvekameramodul? Hvordan virker det?

Et farvekameramodul er et kamera, der optager og genererer et fuldfarvebillede. Den bruger pixelpunkter på sensoren til at fange lys med en bestemt bølgelængde og konverterer lysinformationen til farveinformation ved hjælp af et farvefilterarray (CFA). Farvekameraer optager hurtigere end monokrome kameraer. Under dårlige lysforhold kan farvekameramoduler have problemer såsom manglende klarhed og detaljer. Dette skyldes, at farvefilterarrayet reducerer mængden af lys, der når sensoren.

Farvekameramoduler bruger typisk en CFA med skiftevis røde, grønne og blå filtre i en Bayer-tilstand. Bayer-tilstanden fanger kun 1/3 af det indfaldende lys pr. pixel, og resten af de farver, der ikke matcher tilstanden, filtreres automatisk. Denne tilstand kræver også rekonstruktion af et komplet pankromatisk billede ved hjælp af en de-mosaik-algoritme, der kombinerer følsomhedspunkterne for at producere en pankromatisk pixel, dvs. kun én farve måles på et følsomt punkt, og resten er udledt ved inferens.

Farvekameraer er typisk billigere end monokrome kameraer og bruges mere almindeligt i fotografering, smartphones og applikationer, der kræver farvegenkendelse og farveinformation til masseforbrugermarkedet.

Hvad er et monokromt kameramodul?

Tidligere havde vi nogle oplysninger omSort/hvide kameraer. I modsætning til farvekameraer, som har specialiseret sig i at tage gråtonebilleder, kan monokrome kameraer fange alt indfaldende lys, da CFA ikke bruges. Både rød, grøn og blå absorberes. Derfor er mængden af lys tre gange så stor som et farvekamera, mens der ikke er behov for de-mosaik-algoritmer for at forfine billedet. Derfor har monokrome kameraer bedre ydeevne end farvekameraer under dårlige lysforhold.

Forskelle mellem farve- og monokrome kameraer

Farvekameraer og monokrome kameraer er to forskellige måder at tage billeder på. Nedenfor sammenligner vi forskellene mellem de to med hensyn til billedkvalitet, lysfølsomhed og opløsning:

Billedkvalitet:På grund af fraværet af farvefilterarrays er monokrome kameraer i stand til at tage skarpere, mere detaljerede billeder end farvekameraer, især under dårlige lysforhold. Omvendt er farvekameraer i stand til at tage billeder i fuld farve, hvilket er vigtigt for applikationer, der kræver farveinformation.

Lysfølsomhed:Fordi der ikke er noget farvefilterarray, er monokrome kameraer mere følsomme over for lys og modtager mere lys end farvekameraer. Som et resultat har de bedste monokrome kameramoduler bedre ydeevne i svagt lys end farvekameraer.

Opløsning:Monokrome kameraer har en højere opløsning end farvekameraer. Dette skyldes, at hver pixel i et monokromt kamera fanger alt det lys, der ankommer.

Hvorfor er monokrome kameraer bedre end farvekameraer i indlejret syn?

Integrerede visionsapplikationer kræver mere nøjagtige billeddetaljer og hurtigere behandlingshastigheder. Så hvorfor er monokrome kameraer bedre i indlejret syn? Vi kan opsummere følgende fordele:

1. Monokrome kameraer fungerer bedre under dårlige lysforhold
2. Monokrome kameraalgoritmer er omhyggeligt optimeret
3. Monokrome sensorer har i sagens natur højere billedhastigheder

Lad os uddybe dette nedenfor.

Bedre ydeevne i svagt lys

Den største forskel mellem farve- og monokrome kameraer er, at monokrome kameraer ikke har et farvefilterarray (CFA). Ved at fjerne farvefiltrene gør du et monokromt kamera mere følsomt over for lys og modtager mere lys.
Derudover er farvekameraer normalt udstyret med infrarøde afskæringsfiltre for at forhindre en række kromatiske aberrationsproblemer forårsaget af reaktionen af de tre primære farver med nær-infrarøde bølgelængder af lys.
Da monokrome kameraer ikke har både CFA- og IR-afskæringsfiltre, kan sensoren registrere et bredere spektralområde og acceptere mere lys. Det betyder, at monokrome kameraer er i stand til at yde ekstremt godt under dårlige lysforhold.

Hurtigere algoritmer

Farvekameraer er ikke egnede til indlejrede visionsapplikationer baseret på edge Ai på grund af deres komplekse billedopbygningsalgoritmer.
Tværtimod kan mange af algoritmerne i monokrome kameraer bruges til at detektere objekter, forudsige objekter og andre applikationer ved hjælp af visionsmodeller.

Højere billedhastighed

Monokrome kamerasensorpixels er mindre end farvekameraer. I farvekameraer er mængden af data til behandling af det samme billede højere, og behandlingstiden er længere end i monokrome digitalkameraer, hvilket resulterer i langsommere billedhastigheder. Tværtimod har monokrome kameraer hurtigere behandling og højere billedhastighed.

Her kan vi konkludere, at når vi behandler de samme billeddata i individuelle indlejrede visionsapplikationer, er behandlingshastigheden, ydeevnen i svagt lys og billedhastigheden for monokrome kameraer højere og bedre end farvekameraer, og derfor er det bedre at bruge monokrome kameraer end farvekameraer i individuelle indlejrede visionsapplikationer.

Applikationer til monokrome kameramoduler

Lad os udforske nogle indlejrede vision-applikationer, der ikke specifikt kræver farveinformation, og se, hvordan et monokromt kamera kan gøre en forskel.

Automatisk nummerpladegenkendelse (ANPR)

I intelligente transportsystemer er vi ofte nødt til at identificere overtrædelser ved at fange nummerplader. Den første ting, vi kan gøre klart, er, at vi ikke har brug for farveinformation, vi skal bare hurtigt tage billedet og derefter analysere det for at læse køretøjsinformationen gennem OCR (Optical Character Recognition). Uanset om det er dag eller nat. Derfor er monokrome digitalkameraer med høj følsomhed og stærk ydeevne i svagt lys i stand til at fuldføre denne applikation godt. Individuelle områder, hvor farvepladegenkendelse er påkrævet, skal dog stadig bruge farvekameraer.

Qualitet Inspektion

I industrielle automatiseringsapplikationer, hvor kameraer bruges til at registrere, om et objekt er beskadiget eller ej, kan monokrome kameraer bruges. Dette bruges i vid udstrækning på fabrikker for at sikre, at produktets kvalitet er tilfredsstillende.

Konklusion

Afslutningsvis har både monokrome og farvekameraer deres egne fordele og begrænsninger. Flere ansøgninger og vores behov er forskellige, jeg er nødt til at kombinere den faktiske situation for at træffe et valg. Monokromt kamera i svagt lys er stærk, i stand til at tage klare, detaljerede billeder i miljøer med svagt lys, men omkostningerne er højere, ude af stand til at tage farvebilleder. Farvekameraer er i stand til at tage billeder i fuld farve, men har lav lysfølsomhed og kan producere uklare, udetaljerede billeder under dårlige lysforhold.

Vi håber, at denne artikel har givet dig en indledende forståelse af forskellene mellem monokrome og farvekameraer og en idé om, hvilke typer applikationer monokrome kameraer er passende i. For eksempel i applikationer, hvor farveoutput ikke er et problem, men snarere følsomhed og ydeevne i svagt lys, skal der bruges et monokromt kamera.

Sinoseen står naturligvis altid til rådighed for at hjælpe dig, hvis du har brug for hjælp, og med mere end 15 års erfaring som leverandør afOEM-kameraløsninger, Sinoseen har en bred vifte af monokrome kameraer med forskellige konfigurationer og parametre til enhver applikation. Du er velkommen til at kontakte os, hvis du har brug for hjælp.