Monohromaattiset vs. värikamera-moduulit: Miksi monohromaattiset kamera-moduulit ovat parempia upotetussa näkemisessä?

Yksi tärkeistä kriteereistä, joita käytämme upotetun visiokameran valitsemisessa, on kromaan tyyppi. On olemassa kaksi yleistä kromakameran tyyppiä: mustavalkokamerat ja värinkamerat. Käytämme yleensä värinkameroita värikkäiden kuvausten tallentamiseen arjessamme. Tämä ei kuitenkaan välttämättä tarkoita, että värinkamerat ovat parempia kuin mustavalkokamerat.

Mustavalkokamerat erikoistuvat harmaasävien kuvien kiinnittämiseen, kun taas värinkamerat kiinnittävät täysvärisiä kuvia. Yksittäisille upotetun visioon liittyville sovelluksille, mustavalkoiset monokromikamerat ovat käytännöllisempi ja tehokkaampi ratkaisu, koska ne kykenevät kiinnittämään yksityiskohtaisempia kuvia heikossa valaistuksessa. Ottakaa vielä lähemmäs esille värinkamerat ja monokromikamerat nähdäksemme erot ja miksi monokromikamerat ovat parempi vaihtoehto kuin värinkamerat upotetussa visiossa.

Mitä tarkoittaa värinkameramoduuli? Kuinka se toimii?

Värikameramoduuli on kamera, joka kiinnittää ja luo täysvärisen kuvan. Se käyttää sensorin pikselipisteitä erityisen aallonpituuden valon kiinnittämiseen ja muuntaa valotiedot väritiedoiksi käyttämällä värikorkeusjärjestelmää (CFA). Värikamerat suorittavat nopeammin kuin harmaasävyn kamerat. Heikkovaloisuudessa värikameramoduuleilla saattaa olla ongelmia, kuten puute selkeydestä ja yksityiskohdista. Tämä johtuu siitä, että värikorkeusjärjestelmä vähentää valon määrää, joka osuu sensorille.

Värkameramoduulit käyttävät yleensä värejärjestelmää, jossa on vaihtelevat punaiset, vihreät ja siniset suodattimet Bayer-tilassa. Bayer-tila kiinnittää vain 1/3 tulleet valo pikselistä, ja loput värit, jotka eivät vastaa tilaa, suodatetaan automaattisesti pois. Lisäksi tämä tila vaatii kokonaisen pansakromatiikan kuvan uudelleenrakentamisen de-mosaicing-algoritmin avulla, joka yhdistää herkkyyspisteitä tuottamaan pansakromatiikan pikselin, eli vain yksi väri mitataan missään herkkyyspisteessä, ja loput johdetaan päättelyllä.

Värkamerat ovat yleensä halvempia kuin mustavalkokuviokamerat ja niitä käytetään useammin valokuvauksessa, älypuhelimissa ja sovelluksissa, jotka edellyttävät värin tunnistamista ja väritytön tiedot massaviestintämarkkinoille.

Mitä on mustavalkokuviomoduuli?

Aiemmmin saimme joitain tietoja mustavalkokameroiden .Erityisesti värejä kuvaavia kameroiden sijaan, jotka erikoistuvat harmaasävien kuvien kiinnittämiseen, mustavalkokamerat voivat kiinnittää kaiken osallisen valon, koska värisuodatin ei käytetä. Punainen, vihreä ja sininen kaikki sulautuvat. Siksi valoa on kolme kertaa enemmän kuin värillisellä kameralla, eikä tarvita de-mosaicing -algoritmeja kuvan tarkentamiseksi. Siksi mustavalkokamerat suorittavat paremmin värillisten kameroiden verrattuna heikossa valaistuksessa.

Erot värillisten ja mustavalkokameroiden välillä

Värilliset kamerat ja mustavalkokamerat ovat kaksi erilaista tapaa kuvailla kuvia. Alla vertailemme näiden kahden eroja kuvanlaadun, valonherkkyyden ja resoluution osalta:

Kuvalaatu: Värisuodattimien puutteesta johtuen mustavalkokamerat kykenevät kiinnittämään terävämpiä, yksityiskohtaisempia kuvia kuin värilliset kameral, erityisesti heikossa valaistuksessa. Toisaalta värilliset kamerat kykenevät kiinnittämään täysiä värillisiä kuvia, mikä on tärkeää sovelluksissa, joissa tarvitaan väriinformaatiota.

Valon herkkyys: Koska värejä ei suodateta, harmaasävykamerat ovat herkkompiä valoon ja saavat enemmän valoa kuin värikamerat. Seurauksena on, että parhaat harmaasävykameramoduulit toimivat paremmin heikossa valossa kuin värikamerat.

Resoluutio: Harmaasävykameroiden resoluutio on korkeampi kuin värikameroiden. Tämä johtuu siitä, että jokainen harmaasävykameran pikseli kiinnittää kaiken saapuvan valon.

Miksi harmaasävykamerat ovat parempia kuin värikamerat upotetussa visiossa?

Upotetun visioteknologian sovelluksissa vaaditaan tarkempia kuvan yksityiskohtia ja nopeampaa käsittelynopeutta. Joten miksi harmaasävykamerat ovat parempia upotetuissa visiosovelluksissa? Voimme tiivistää seuraavat edut:

1. Harmaasävykamerat toimivat paremmin heikossa valossa
2. Harmaasävykameroiden algoritmit on huolellisesti optimoitu
3. Harmaasävysensorit ovat periaatteessa tehokkaampia ja tuottavat korkeamman kehyssuuren

Laajennetaan tästä alla olevassa osiossa.

Parempi heikonvalon suorituskyky

Pää ero väri- ja mustavalkokameroiden välillä on se, että mustavalkokamerat eivät ole varustettu värikorkeuskorotusjärjestelmällä (CFA). Poistamalla värikorkeuskorotusjärjestelmä teet mustavalkokamerasta herkempi valoon ja se saa enemmän valoa.
Lisäksi värikamerat ovat yleensä varustettu infrahermosteijoindeksiin jotta estetään monia värihajontaa liittyviä ongelmia, jotka aiheutuvat kolmen perusvärin reagoimisesta lähimmillä infrahermonaaltoilla.
Koska mustavalkokamerat eivät ole varustettu sekä CFA:ta että IR-pyhdytysfiltereillä, anturin voi havaita laajempi spektralialue ja hyväksyä enemmän valoa. Tämä tarkoittaa, että mustavalkokamerat pystyvät suorittamaan erittäin hyvin heikossa valaistuksessa.

Nopeampia algoritmeja

Värikamerat eivät ole sopivia reunan AI -perustaisiin visuaalisille sovelluksille, koska niiden kuvien rakentamiseen käytetyt algoritmit ovat monimutkaisia.
Päinvastoin monet mustavalkokameroiden algoritmit voidaan käyttää esineiden tunnistamiseen, esineiden ennustamiseen ja muihin sovelluksiin käyttämällä näkömalluja.

Korkeampi kehyssuhde

Yksivärisen kameran sensorin pikselit ovat pienempiä kuin värillisten kameroiden. Värillisissä kameroissa saman kuvan käsiteltäväksi tulevan datan määrä on suurempi ja käsitteilyaika pidempi kuin yksivärisissä digikameroissa, mikä johtaa hitaimpiin kehystenvaihtosuoriin. Päinvastoin yksiväriset kamerat käsittelevät nopeammin ja tuottavat korkeamman kehystenvaihtosuorituksen.

Tässä voimme päätellä, että kun sama kuva-aineisto käsitellään yksittäisissä embeddatusiirtojärjestelmien sovelluksissa, yksiväristen kameroiden käsitteilynopeus, heikkovalon suorituskyky ja kehystenvaihtosuoritus ovat korkeammat ja paremmat kuin värillisillä kameareilla, ja siksi yksiväriset kamerat ovat parempia valintoja kuin värilliset kamerat yksittäisissä embeddatusiirtojärjestelmien sovelluksissa.

Sovellukset yksivärisille kameramoduuleille

Tutkitaan joitakin embeddatusiirtojärjestelmien sovelluksia, jotka eivät erityisesti vaadi värimuotoilua, ja katsoa, miten yksivärinen kamera voi tehdä eroa.

Autonumeron automaattinen tunnistus (ANPR)

Tehoiskulautuksissa meidän on usein tunnistettava rikkomukset ottamalla kuvia rekistereistä. Ensimmäinen asia, jonka voimme selventää, on se, etteme tarvitse väritysinfoa; meidän tarvitsee vain nopeasti ottaa kuva ja sen jälkeen analysoida se lukemaan ajoneuvotiedot optisen merkintätunnistuksen (OCR) avulla. Päivällä tai yönä. Siksi harmaasävy-kamerat, jotka ovat korkean herkkyysluokan ja joilla on vahva heikkovalon suorituskyky, pystyvät toteuttamaan tämän sovelluksen hyvin. Kuitenkin tietyillä alueilla, joilla värillisten rekkien tunnistaminen on vaadittu, on silti käytettävä värinkameroita.

Q:n laadun tarkastus

Teollisuuden automatisointisovelluksissa, joissa kamerat käytetään havaitakseen, onko esine vioittunut vai ei, voidaan käyttää harmaasävykameroita. Tämä käytetään laajalti tehtaissa varmistaakseen, että tuotteen laatu on tyydyttävä.

Johtopäätös

Yhteenvetona voidaan todeta, että sekä mustavalkoiset että värikamerat omistavat omat edut ja rajoitukset. Koska sovellukset ja tarpeemme ovat erilaiset, on tehtävä valinta perustuen todellisiin olosuhteisiin. Mustavalkokameroiden suorituskyky heikossa valaistuksessa on vahva, ne kykenevät kiinnittämään selvät ja yksityiskohtaiset kuvat heikossa valaistuksessa, mutta niiden hinta on korkeampi ja ne eivät kykene kiinnittämään värikuvia. Värikamerat taas pystyvät kiinnittämään täysvärisiä kuvia, mutta niillä on heikompi herkkyys heikossa valaistuksessa ja ne saattavat tuottaa epäselviä tai vähän yksityiskohtaisia kuvia heikossa valaistuksessa.

Toivomme, että tämä artikkeli antoi sinulle alustavan käsityksen mustavalkoisten ja värikameroiden eroista sekä siitä, missä sovelluksissa mustavalkokamerat ovat sopivia. Esimerkiksi sovelluksissa, joissa väri ei ole keskeinen tekijä, vaan pikemminkin herkkyys ja suorituskyky heikossa valaistuksessa, tulisi käyttää mustavalkokameraa.

Tietenkään Sinoseen on aina valmis auttamaan sinua, jos tarvitset apua, ja yli 15 vuoden kokemuksella toimittajana OEM-kameraratkaisuista sinoseen tarjoaa laajan valikoiman mustavalkoisia kamerioita eri konfiguraatioissa ja parametreissä jokaiseen sovellukseen. Ota meihin yhteyttä, jos tarvitset apua.