تعریف زاویه تاریک چیست؟ چگونه در برنامه های بینایی تعبیه شده اصلاح کنیم؟

پیشرفت سریع پلتفرم های پردازش تصویر، انقلابی در این زمینه ایجاد کرده است و راه حل های بینایی تعبیه شده قابل اعتماد و مقرون به صرفه را در بازارهای مختلف ارائه می دهد. این پلتفرم ها کیفیت تصویر را از طریق تکنیک هایی مانند بهبود، بازیابی، رمزگذاری و فشرده سازی افزایش می دهند که شامل تصحیح روشنایی، تغییر اندازه تصاویر (زوم دیجیتال)، تشخیص لبه و ارزیابی الگوریتم های تقسیم بندی است. در این برنامه ها، حسگرهای تصویر CMOS به رایج ترین نوع حسگر تصویر تبدیل شده اند که نور را برای تشکیل یک آرایه پیکسلی می گیرند که به عنوان پایه ای برای پردازش تصویر بعدی عمل می کند.

با این حال، انتخاب لنز مناسب برای ادغام با ماژول دوربین برای ضبط و پردازش بهینه تصویر یک فرآیند چالش برانگیز است. این شامل تعیین صحیح استمیدان دید (FOV)، بین فوکوس ثابت یا فوکوس خودکار انتخاب کنید و فاصله کاری را تنظیم کنید. علاوه بر این، پدیده های نوری مانند مشکلات تراز لنز و تعادل رنگ سفید می توانند در خروجی تصویر اختلال ایجاد کنند و بر کیفیت بصری نهایی تأثیر بگذارند.

در این مقاله، ما به مفهوم وینیتینگ لنز می پردازیم، علل آن را تجزیه و تحلیل می کنیم و راه حل های عملی برای کمک به کاربران دوربین تعبیه شده برای رفع این مشکل کیفیت تصویر ارائه می دهیم.

وینیتینگ لنز چیست؟

وینیتینگ لنز به کاهش تدریجی روشنایی یا اشباع از مرکز تا لبه ها یا گوشه های یک تصویر اشاره دارد. همچنین به عنوان سایه زدن، سقوط نور یا سایه درخشندگی شناخته می شود، میزان vinnieting معمولا در f-stop اندازه گیری می شود و به اندازه دیافراگم لنز و پارامترهای مختلف طراحی بستگی دارد.

دیافراگم با تغییر مقدار کل نوری که از طریق لنز به سنسور دوربین می رسد، روشنایی تصویر را کنترل می کند.

وینیتینگ نه تنها بر کیفیت بصری یک تصویر تأثیر می گذارد، بلکه می تواند منجر به از دست دادن اطلاعات بصری حیاتی در برنامه های خاص شود. به عنوان مثال، در بازرسی صنعتی یا تصویربرداری پزشکی که نیاز به ثبات رنگ و روشنایی دقیق دارد، وینیتینگ می تواند منجر به قضاوت نادرست یا تجزیه و تحلیل نادرست شود. بنابراین، درک و انجام اقداماتی برای کاهش یا حذف وینیتینگ لنز برای اطمینان از کیفیت تصویر و افزایش عملکرد سیستم های بینایی ضروری است.

وینیتینگ چگونه شکل می گیرد و چه انواعی را شامل می شود؟

چرا وینیت؟ وقوع وینیتینگ لنز را می توان به عوامل مختلفی نسبت داد، در درجه اول به دلیل طراحی خود عناصر نوری. مسدود کردن نور با ابزارهای خارجی می تواند این پدیده را تشدید کند و گاهی اوقات عمدا در طی پس پردازش معرفی می شود.

علل مختلف وینیتینگ لنز عبارتند از:

• وینیتینگ نوری:این نوع به دلیل محدودیت های فیزیکی لنز رخ می دهد و از رسیدن کامل نور خارج از محور به لبه های سنسور تصویر جلوگیری می کند، به ویژه در سیستم های نوری پیچیده با عناصر لنز چندگانه مشهود است.
• وینیتینگ طبیعی:همچنین به عنوان cos4θ سقوط شناخته می شود، این یک کاهش طبیعی روشنایی به دلیل زاویه نور نسبت به صفحه تصویر، به پیروی از قانون چهارم کسینوس است، جایی که با افزایش زاویه با محور نوری، روشنایی به سرعت کاهش می یابد.
• زاویه پرتو رئیس (CRA):CRA یک پارامتر مهم در هنگام انتخاب لنزها و سنسورها است که بر روشنایی و وضوح لبه های تصویر تأثیر می گذارد. CRA بیش از حد می تواند باعث ایجاد سایه در لبه های تصویر شود و بر کیفیت تصویر تأثیر بگذارد.
• وینیتینگ مکانیکی:زمانی اتفاق می افتد که پرتو نور به طور مکانیکی توسط پایه لنز، حلقه های فیلتر یا سایر اشیاء مسدود شود و باعث کاهش روشنایی مصنوعی در لبه های تصویر شود. این زمانی رایج است که دایره تصویر لنز کوچکتر از اندازه سنسور باشد.
• پس از پردازش:گاهی اوقات، برای جلوه های هنری یا برای برجسته کردن سوژه مرکزی یک تصویر، عکاسان عمدا در طول پس پردازش، تصویر نوری را اضافه می کنند.

روش های تصحیح وینیتینگ لنز چیست؟

همانطور که بحث شد، وینیتینگ لنز یک پدیده نوری نامطلوب است. اگرچه نمی توان به طور کامل از آن اجتناب کرد، اما می توان آن را به طور موثر برای بینایی تعبیه شده با اقدامات زیر اصلاح کرد:

• تطبیق مقادیر CRA:اطمینان از اینکه مقدار CRA لنز کمتر از میکرولنز سنسور است، برای از بین بردن نورپردازی تصویربرداری یا مشکلات رنگی بسیار مهم است. سازندگان باید طرح های لنز را برای مطابقت با چیدمان سنسور بررسی کنند.
• تنظیم پردازشگر سیگنال تصویر (ISP):ISP نقش مهمی در پردازش تصاویر گرفته شده توسط سنسور دارد. رویه های خاص، مانند Imatest، می توانند کیفیت تصویر را آزمایش کنند و ثبات های خاصی را در ISP تنظیم کنند تا سایه لنز را کاهش دهند.
• افزایش عدد f-stop:با افزایش عدد f-stop لنز (یعنی کاهش دیافراگم)، می توان تأثیر وینیتینگ طبیعی یا ریزش cos4θ را کاهش داد.
• استفاده از فاصله کانونی طولانی تر:در موارد f/# پایین (نسبت فاصله کانونی به اندازه دیافراگم)، لنزهای فاصله کانونی کوتاه، یا زمانی که وضوح بالا با هزینه کم مورد نیاز است، دوربین مکانیکی را می توان با استفاده از فاصله کانونی طولانی تر حذف کرد.
• تصحیح میدان مسطح:یک روش رایج برای تصحیح وینتیننگ لنز سنگین، شامل روشن کردن یکنواخت یک سطح صاف و گرفتن میدان تاریک و فریم های مرجع نور، سپس محاسبه و اعمال تصحیح میدان مسطح است.
• با استفاده از ابزارهای نرم افزاری:ابزارهای نرم افزاری مختلفی مانند ابزارهای دوخت تصویر میکروسکوپی و CamTool را می توان برای تصحیح سایه لنز استفاده کرد.
• استفاده از لنزهای تله سانترک:لنزهایی که برای تله سانتریک بودن در فضای تصویر طراحی شده اند، می توانند رول آف را تصحیح کنند، زیرا این تله مرکزی بودن روشنایی صفحه تصویر بسیار یکنواخت را تولید می کند و سقوط طبیعی cos4θ را در روشنایی صفحه تصویر از محور نوری تا گوشه میدان از بین می برد.

امیدواریم این مقاله در پرداختن به وینیتینگ لنز مفید بوده باشد. البته، اگر هنوز در مورد غلبه بر وینیتینگ لنز در دید تعبیه شده سؤالی دارید یا می خواهید ادغام کنیدماژول های دوربین تعبیه شدهدر مورد محصولات خود ، در صورت تمایل با ما تماس بگیرید - Sinoseen ، یک با تجربهتولید کننده ماژول دوربین چینی.