Módulos de Cámara en Blanco y Negro vs. Módulos de Cámara a Color: ¿Por qué los Módulos de Cámara en Blanco y Negro son Mejores en la Visión Embebida?

Uno de los criterios importantes que utilizamos al elegir una cámara de visión integrada es el tipo de croma. Hay dos tipos comunes de cámaras de croma: cámaras en blanco y negro y cámaras en color. Normalmente utilizamos cámaras en color para grabar imágenes en color en nuestra vida diaria. Sin embargo, esto no significa necesariamente que las cámaras en color sean superiores a las cámaras en blanco y negro.

Las cámaras monocromáticas se especializan en capturar imágenes en escala de grises, mientras que las cámaras a color capturan imágenes a todo color. Para aplicaciones de visión integrada individuales,Cámaras monocromas en blanco y negroSon una solución más práctica y eficaz, ya que permiten capturar imágenes más detalladas en entornos con poca luz. Analicemos más de cerca las cámaras monocromáticas y a color para ver las diferencias y por qué es mejor utilizar cámaras monocromáticas que cámaras a color para la visión integrada.

¿Qué es un módulo de cámara a color? ¿Cómo funciona?

Un módulo de cámara a color es una cámara que captura y genera una imagen a todo color. Utiliza puntos de píxeles en el sensor para capturar luz de una longitud de onda específica y convierte la información de la luz en información de color mediante un conjunto de filtros de color (CFA). Las cámaras a color toman fotografías más rápido que las cámaras monocromáticas. En condiciones de poca luz, los módulos de cámara a color pueden tener problemas como falta de claridad y detalle. Esto se debe a que el conjunto de filtros de color reduce la cantidad de luz que llega al sensor.

Los módulos de cámara a color suelen utilizar un CFA con filtros rojos, verdes y azules alternados en un modo Bayer. El modo Bayer captura solo 1/3 de la luz incidente por píxel y el resto de los colores que no coinciden con el modo se filtran automáticamente. Además, este modo requiere la reconstrucción de una imagen pancromática completa mediante un algoritmo de desmosaico que combina los puntos de sensibilidad para producir un píxel pancromático, es decir, solo se mide un color en cualquier punto de sensibilidad y el resto se derivan por inferencia.

Las cámaras a color suelen ser más baratas que las cámaras monocromáticas y se utilizan más comúnmente en fotografía, teléfonos inteligentes y aplicaciones que requieren reconocimiento de color e información de color para el mercado de consumo masivo.

¿Qué es un módulo de cámara monocromática?

Anteriormente teníamos alguna información sobrecámaras en blanco y negroA diferencia de las cámaras a color, que se especializan en capturar imágenes en escala de grises, las cámaras monocromáticas pueden capturar toda la luz incidente, ya que no se utiliza CFA. Se absorben tanto el rojo como el verde y el azul. Por lo tanto, la cantidad de luz es tres veces mayor que la de una cámara a color, mientras que no se necesitan algoritmos de desmosaico para refinar la imagen. Por lo tanto, las cámaras monocromáticas tienen un mejor rendimiento que las cámaras a color en condiciones de poca luz.

Diferencias entre cámaras a color y monocromas

Las cámaras a color y las cámaras monocromáticas son dos formas diferentes de capturar imágenes. A continuación, comparamos las diferencias entre ambas en cuanto a calidad de imagen, sensibilidad a la luz y resolución:

calidad de imagen:Debido a la ausencia de conjuntos de filtros de color, las cámaras monocromáticas pueden capturar imágenes más nítidas y detalladas que las cámaras a color, especialmente en condiciones de poca luz. Por el contrario, las cámaras a color pueden capturar imágenes a todo color, lo que es importante para aplicaciones que requieren información de color.

sensibilidad a la luz:Como no hay un conjunto de filtros de color, las cámaras monocromáticas son más sensibles a la luz y reciben más luz que las cámaras a color. Como resultado, los mejores módulos de cámara monocromática tienen un mejor rendimiento con poca luz que las cámaras a color.

Resolución:Las cámaras monocromáticas tienen una resolución mayor que las cámaras a color. Esto se debe a que cada píxel de una cámara monocromática capta toda la luz que llega.

¿Por qué las cámaras monocromáticas son mejores que las cámaras a color en la visión integrada?

Las aplicaciones de visión integrada requieren detalles de imagen más precisos y velocidades de procesamiento más rápidas. Entonces, ¿por qué las cámaras monocromáticas son mejores en visión integrada? Podemos resumir las siguientes ventajas:

1. Las cámaras monocromáticas funcionan mejor en condiciones de poca luz
2. Los algoritmos de cámara monocromática están cuidadosamente optimizados
3. Los sensores monocromáticos tienen inherentemente velocidades de cuadro más altas

Vamos a ampliar esto a continuación.

Mejor rendimiento con poca luz

La principal diferencia entre las cámaras a color y las monocromas es que las cámaras monocromas no tienen un conjunto de filtros de color (CFA). Al eliminar los filtros de color, la cámara monocroma es más sensible a la luz y recibe más luz.
Además, las cámaras en color suelen estar equipadas con filtros de corte de infrarrojos para evitar una variedad de problemas de aberración cromática causados por la reacción de los tres colores primarios con longitudes de onda de luz cercanas al infrarrojo.
Dado que las cámaras monocromáticas no tienen filtros de corte CFA e IR, el sensor puede detectar un rango espectral más amplio y aceptar más luz. Esto significa que las cámaras monocromáticas pueden funcionar muy bien en condiciones de poca luz.

Algoritmos más rápidos

Las cámaras a color no son adecuadas para aplicaciones de visión integrada basadas en inteligencia artificial de borde debido a sus complejos algoritmos de construcción de imágenes.
Por el contrario, muchos de los algoritmos de las cámaras monocromáticas se pueden utilizar para detectar objetos, predecir objetos y otras aplicaciones utilizando modelos de visión.

Mayor velocidad de cuadros

Los píxeles del sensor de las cámaras monocromáticas son más pequeños que los de las cámaras a color. En las cámaras a color, la cantidad de datos para procesar la misma imagen es mayor y el tiempo de procesamiento es más largo que en las cámaras digitales monocromáticas, lo que da como resultado velocidades de cuadro más lentas. Por el contrario, las cámaras monocromáticas tienen un procesamiento más rápido y una mayor velocidad de cuadro.

Aquí podemos concluir que al procesar los mismos datos de imagen en aplicaciones de visión integrada individuales, la velocidad de procesamiento, el rendimiento con poca luz y la velocidad de cuadros de las cámaras monocromáticas son mayores y mejores que las cámaras a color y, por lo tanto, es mejor usar cámaras monocromáticas que cámaras a color en aplicaciones de visión integrada individuales.

Aplicaciones de los módulos de cámara monocromáticos

Exploremos algunas aplicaciones de visión integrada que no requieren específicamente información de color y veamos cómo una cámara monocromática puede marcar la diferencia.

Reconocimiento Automático de Matrículas (ANPR)

En los sistemas de transporte inteligentes, a menudo necesitamos identificar infracciones mediante la captura de matrículas. Lo primero que podemos dejar claro es que no necesitamos información en color, solo necesitamos capturar rápidamente la imagen y luego analizarla para leer la información del vehículo mediante OCR (reconocimiento óptico de caracteres). Ya sea de día o de noche. Por lo tanto, las cámaras digitales monocromáticas con alta sensibilidad y un excelente rendimiento con poca luz pueden completar bien esta aplicación. Sin embargo, las áreas individuales donde se requiere el reconocimiento de matrículas en color aún necesitan usar cámaras en color.

¿Qué es?Inspección de calidad

En las aplicaciones de automatización industrial donde se utilizan cámaras para detectar si un objeto está dañado o no, se pueden utilizar cámaras monocromáticas. Este tipo de cámaras se utilizan ampliamente en las fábricas para garantizar que la calidad del producto sea satisfactoria.

Conclusión

En conclusión, tanto las cámaras monocromáticas como las de color tienen sus propias ventajas y limitaciones. Cada vez hay más aplicaciones y nuestras necesidades son diferentes, por lo que necesito combinar la situación actual para tomar una decisión. El rendimiento de las cámaras monocromáticas con poca luz es bueno, ya que pueden capturar imágenes claras y detalladas en entornos con poca luz, pero el costo es más alto y no pueden capturar imágenes en color. Las cámaras a color pueden capturar imágenes a todo color, pero tienen una baja sensibilidad a la luz y pueden producir imágenes poco claras y sin detalles en condiciones de poca luz.

Esperamos que este artículo le haya proporcionado una comprensión inicial de las diferencias entre las cámaras monocromáticas y las cámaras a color, y una idea de los tipos de aplicaciones en las que las cámaras monocromáticas son adecuadas. Por ejemplo, en aplicaciones en las que la salida de color no es una preocupación, sino más bien la sensibilidad y el rendimiento con poca luz, se debe utilizar una cámara monocromática.

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