6 Faktoren, die die Nachtaufnahmeleistung einer Kamera bestimmen | Wie optimiert man sie?

Wie kann man bei schlechten Lichtverhältnissen Aufnahmen bei schwacher Beleuchtung machen? Dies ist eine große Herausforderung, die Embedded-Vision-Anwendungen plagt. Eine gute Leistung bei schwacher Beleuchtung zu erreichen, ist nicht einfach, da sie durch das Zusammenspiel verschiedener Faktoren beeinflusst wird. In der Vergangenheit waren Bilder, die bei schwacher Beleuchtung aufgenommen wurden, aufgrund der begrenzten Technologie nicht klar und wiesen sogar viel Rauschen und Detailverlust auf. Mit der Entwicklung von Sensoren und Embedded-Vision-Technologien gibt es jetzt gute Lösungen für die Bildgebung bei schwacher Beleuchtung und sie kann sogar nachts aufgenommen werden.

In diesem Artikel werden wir einen Blick auf die Faktoren werfen, die leistung bei schlechten Lichtverhältnissen und die einzelnen Anwendungsbereiche, in denen es um Bildgebung bei schwachem Licht geht.

Was ist Leistung bei schwachem Licht?

Bevor wir uns die Faktoren ansehen, die die Leistung bei schwachem Licht beeinflussen, müssen wir verstehen, was Leistung bei schwachem Licht ist.
Die Leistung bei schwachem Licht ist die Fähigkeit einer Kamera, in Umgebungen mit schwachem Licht klare Bilder zu liefern, indem Bilddetails erhalten bleiben und Bildrauschen minimiert wird. Diese Leistung ist wichtig für Bildverarbeitungsanwendungen, die nachts oder in Umgebungen mit schwachem Licht Bilder aufnehmen müssen. Nachfolgend finden Sie einen Vergleich der Bildgebung mit und ohne Geräte, die für schwaches Licht geeignet sind.

Welche Faktoren beeinflussen die Leistung einer Kamera bei schwachem Licht?

Es gibt sechs Hauptfaktoren, die die Leistung einer Kamera bei schwachem Licht beeinflussen:

1. Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)
2. Objektivblende
3. Pixelgröße
4. Empfindlichkeit
5. Umweltfaktoren
6. Bildverarbeitungsalgorithmen

Lassen Sie uns unten einen genaueren Blick auf die Einzelheiten jedes Faktors werfen.

Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)

Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) ist ein wichtiger Maßstab für die Leistung einer Kamera und spiegelt das Verhältnis von Signal zu Rauschen in einem Bild wider. Ein hohes SNR bedeutet normalerweise, dass bei schlechten Lichtverhältnissen weniger Rauschen auftritt und das Kameramodul schärfere Bilder liefern kann. Eine Kamera für schwache Lichtverhältnisse ist darauf ausgelegt, durch Minimieren des Rauschens ein höheres SNR zu erreichen und so die Bildqualität zu verbessern.

Objektivblende

Die Größe der Blendenöffnung bestimmt die Lichtmenge, die auf den Sensor trifft. Je größer die Blende, desto mehr Licht gelangt hinein und desto besser ist sie für Aufnahmen bei schlechten Lichtverhältnissen. Aus diesem Grund wird bei schlechten Lichtverhältnissen eine größere Blendenöffnung empfohlen. Eine größere Blendenöffnung kann jedoch mit einer verringerten Schärfentiefe einhergehen, sodass bei Anwendungen mit Entfernungsvariationen eine sorgfältige Designüberlegung erforderlich ist.

Pixelgröße

Pixel sind die Grundeinheiten, aus denen ein Bild besteht, und die Pixelgröße ist die physikalische Größe dieser Pixeleinheiten. Je größer die Pixelgröße, desto größer ist ihre Fähigkeit, Licht aufzunehmen. Sie kann mehr Details erfassen und Rauschen bei schlechten Lichtverhältnissen reduzieren. Es ist wichtig zu beachten, dass eine Erhöhung der Pixelgröße dazu führt, dass weniger Pixel von der miniatur-Kameramodul , was zu einer Verringerung der Auflösung oder einer Vergrößerung des Sensors führt.

Empfindlichkeit

Die Empfindlichkeit ist ein Indikator für die Fähigkeit eines Bildsensors, einfallendes Licht in ein elektrisches Signal umzuwandeln, also wie gut die Kamera auf Licht reagiert. Eine Kamera mit hoher Empfindlichkeit kann bei schlechten Lichtverhältnissen mehr Bilddetails erfassen. Dies ist eines der wesentlichen Merkmale einer Kamera für schwache Lichtverhältnisse.

Umweltfaktoren

Die allgemeine Helligkeit der Umgebung beeinflusst die Fähigkeit der Kamera, brauchbare Bilder aufzunehmen. Die Farbtemperatur des verfügbaren Lichts beeinflusst den Weißabgleich und die Farbwiedergabefähigkeiten der Kamera. Gleichzeitig erhöhen höhere Temperaturen das Rauschen und verringern die Leistung bei schwachem Licht. Daher benötigen Kameras für schwaches Licht eine geeignete Wärmemanagementlösung.

Bildverarbeitungsalgorithmen

Die Rauschunterdrückungsalgorithmen des Kameramoduls entfernen wirkungsvoll unerwünschte Körnigkeit aus Bildern und bewahren Bilddetails bei schwacher Beleuchtung. HDR erfasst ein breiteres Farbspektrum und verhindert ein Abschneiden der Lichter und eine Komprimierung der Schatten.

Diese Faktoren sind miteinander verknüpft und beeinflussen gemeinsam die Leistungsfähigkeit der Kamera bei schlechten Lichtverhältnissen. Kameras mit großen Pixeln und hohem Signal-Rausch-Verhältnis liefern beispielsweise auch bei schlechten Lichtverhältnissen qualitativ hochwertige Bilder. Gleichzeitig kann die Optimierung von Blendenöffnung, Empfindlichkeit und Bildverarbeitungsalgorithmen die Leistung der Kamera bei schlechten Lichtverhältnissen weiter verbessern.

Wie lässt sich die Leistung einer Kamera bei schwachem Licht optimieren?

Nachdem wir nun die relevanten Faktoren verstanden haben, die die Leistung der Kamera bei schlechten Lichtverhältnissen beeinflussen, können wir gezielte Optimierungen durchführen, um sicherzustellen, dass die Kamera bei schlechten Lichtverhältnissen die maximale Leistung bringt. Im Folgenden finden Sie eine kurze Einführung in einige Optimierungsoptionen:
Objektivoptimierung: wählen Sie ein Objektiv mit einer größeren maximalen Blendenöffnung und fügen Sie eine optische Stabilisierung hinzu, um die Fähigkeit zur Lichtfokussierung zu maximieren.
Optimierte Bildverarbeitungsalgorithmen: Verbessern Sie die Bildqualität in Umgebungen mit schlechten Lichtverhältnissen durch erweiterte Rauschunterdrückung, Optimierung des Dynamikbereichs und andere Bildoptimierungstechniken.
Umweltfragen: Bewerten Sie die Bedingungen, Farbtemperatur und Temperatur des Umgebungslichts sorgfältig, um eine optimale Kameraleistung sicherzustellen.

Anwendung von Low-Light-Kameramodulen in moderner Embedded Vision

Kameras für schwache Lichtverhältnisse werden heute in zahlreichen Embedded Vision-Anwendungen eingesetzt. Hier werfen wir einen kurzen Blick auf einige der gängigsten und beliebtesten Anwendungen, die auf der Leistung von Kameras bei schwachen Lichtverhältnissen basieren.

Intelligente Transportüberwachung: Intelligente Transportsysteme müssen Low-Light-Kameramodule verwenden, um Nummernschilder zu erkennen und den Verkehr nachts oder in schlecht beleuchteten Bereichen wie Tunneln mit unzureichender Beleuchtung zu überwachen. Obwohl nicht alle intelligenten Transportsysteme Low-Light-Kameras erfordern, wird dies dennoch empfohlen.

Industrielle Prüfung: In der Fertigungsindustrie können Schwachlichtkameras zur automatisierten Qualitätsprüfung eingesetzt werden, um auch in schlecht beleuchteten Arbeitsumgebungen hohe Produktstandards sicherzustellen. Die Nachtsichtkameramodulprodukte von Sinoseen liefern qualitativ hochwertige Bilder und bieten gleichzeitig optimale Leistung bei schwachen Lichtverhältnissen.

Drohnen: Drohnen sind heutzutage ein beliebtes Einsatzgebiet und durch die Anbringung eines leistungsstarken Schwachlichtkameramoduls an einer Drohne ist es möglich, nachts Luftaufnahmen oder andere Überwachungsaufgaben durchzuführen.

Schwachlichtlösungen von SInoseen

Bei SInoseen bieten wir eine breite Palette von Kameramodulen für schwache Lichtverhältnisse an. Mit fünfzehn Jahren Erfahrung im Bereich Embedded Vision und einem Team spezialisierter Ingenieure können wir die für Ihre Anforderungen am besten geeignete Kameramodullösung für schwache Lichtverhältnisse liefern. Natürlich haben wir auch einige Referenzfälle, die Sie sich bei Interesse ansehen können. Gleichzeitig können wir auch passen Sie die Lösung an entsprechend Ihren Bedürfnissen, um sicherzustellen, dass es Ihren Erwartungen in vollem Umfang entspricht.