Mikä on pimeän kulman määritelmä? Miten korjata sisäinen näkö?

Kuvankäsittelyalustojen nopea kehitys on mullistanut alan, tarjoten luotettavia ja kustannustehokkaita upotettuja visioratkaisuja eri markkinoilla. Nämä alustat parantavat kuvien laatua tekniikoiden, kuten parantamisen, palauttamisen, koodauksen ja pakkaamisen, avulla, joihin kuuluu valaistuksen korjaaminen, kuvien koon muuttaminen (digitaalinen zoom), reunatunnistus ja segmentointialgoritmien arviointi. Näissä sovelluksissa CMOS-kuvakennoista on tullut yleisimmin käytetty kuvakenntyyppi, joka tallentaa valoa muodostaen pikselimatriisin, joka toimii perustana myöhemmälle kuvankäsittelylle.

Kuitenkin oikean linssin valitseminen, joka integroidaan kameramoduuliin optimaalista kuvakaappausta ja -käsittelyä varten, on haastava prosessi. Se sisältää oikeannäkökentän (FOV), valinnan kiinteän tarkennuksen tai automaattitarkennuksen välillä sekä työskentelyetäisyyden asettamisen. Lisäksi optiset ilmiöt, kuten linssivignetointi ja valkotasapaino-ongelmat, voivat häiritä kuvatuotantoa, vaikuttaen lopulliseen visuaaliseen laatuun.

Tässä artikkelissa syvennymme linssivignetoinnin käsitteeseen, analysoimme sen syitä ja tarjoamme käytännön ratkaisuja auttaaksemme upotettuja kamerakäyttäjiä poistamaan tämän kuvalaatuongelman.

Mitä on linssivignetointi?

Linssivignetointi viittaa kirkkauden tai kylläisyyden asteittaiseen vähenemiseen kuvan keskeltä reunoille tai kulmiin. Tunnetaan myös varjostuksena, valon vähenemisenä tai luminanssivarjostuksena, vignetoinnin laajuus mitataan tyypillisesti f-askeleissa ja se riippuu linssin aukon koosta ja erilaisista suunnitteluparametreista.

Aukko säätelee kuvan kirkkautta muuttamalla valon kokonaismäärää, joka saavuttaa kameran anturin linssin kautta.

Vignetointi vaikuttaa paitsi kuvan visuaaliseen laatuun, myös voi johtaa tärkeän visuaalisen tiedon menetykseen tietyissä sovelluksissa. Esimerkiksi teollisessa tarkastuksessa tai lääketieteellisessä kuvantamisessa, joka vaatii tarkkaa väri- ja kirkkausjohdonmukaisuutta, vignetointi voi johtaa virheellisiin arvioihin tai epätarkkoihin analyyseihin. Siksi on olennaista ymmärtää ja ryhtyä toimiin linssin vignetoinnin vähentämiseksi tai poistamiseksi, jotta varmistetaan kuvan laatu ja parannetaan näköjärjestelmien suorituskykyä.

Miten vignetointi muodostuu ja mitä tyyppejä siihen kuuluu?

miksi vignette? Linssin vignetoinnin esiintyminen voidaan liittää erilaisiin tekijöihin, pääasiassa optisten elementtien suunnitteluun. Valon estäminen ulkoisilla työkaluilla voi pahentaa tätä ilmiötä, ja joskus se tuodaan tarkoituksellisesti esiin jälkikäsittelyn aikana.

Objektiivin vignetoinnin eri syyt ovat:

• Optinen vignetointi:Tämäntyyppinen vignetointi johtuu objektiivin fyysisistä rajoituksista, jotka estävät off-axis-valon pääsemästä täysin kuvasensorin reunoille, mikä on erityisen ilmeistä monimutkaisissa optisissa järjestelmissä, joissa on useita objektiivielementtejä.
• Luonnollinen vignetointi:Tunnetaan myös nimellä cos4θ -heikkeneminen, se on luonnollinen kirkkauden väheneminen valon kulman vuoksi kuvasuunnassa, noudattaen kosinifourth-lakia, jossa kirkkaus laskee nopeasti, kun kulma optiseen akseliin kasvaa.
• Pääsäteenkulma (CRA):CRA on tärkeä parametri objektiivien ja antureiden valinnassa, ja se vaikuttaa kirkkauteen ja selkeyteen kuvan reunoilla. Liiallinen CRA voi aiheuttaa varjoja kuvan reunoilla, mikä vaikuttaa kuvan laatuun.
• Mekaaninen vignetointi:Tapahtuu, kun valonsäde estetään mekaanisesti objektiivin kiinnityksellä, suodatinrengillä tai muilla esineillä, mikä aiheuttaa keinotekoista kirkkauden vähenemistä kuvan reunoilla. Tämä on yleistä, kun objektiivin kuvapiiri on pienempi kuin anturin koko.
• jälkikäsittely:Joskus, taiteellisten vaikutusten vuoksi tai korostaakseen kuvan keskeistä aihetta, valokuvaajat lisäävät tahallisesti optista vignetointia jälkikäsittelyssä.

Mitkä ovat menetelmät objektiivin vignetoinnin korjaamiseksi?

Kuten keskusteltiin, objektiivin vignetointi on ei-toivottu optinen ilmiö. Vaikka sitä ei voida täysin välttää, se voidaan tehokkaasti korjata upotetussa näkymässä seuraavilla toimenpiteillä:

• CRA-arvojen yhteensovittaminen:On tärkeää varmistaa, että objektiivin CRA-arvo on pienempi kuin anturin mikrolinssin, jotta kuvauksen valaistus- tai väriongelmat voidaan poistaa. Valmistajien on tarkistettava objektiivien suunnitelmat vastaamaan anturien asetteluja.
• Kuvan signaaliprosessorin (ISP) säätäminen:ISP:llä on merkittävä rooli anturin tallentamien kuvien käsittelyssä. Erityiset menettelyt, kuten Imatest, voivat testata kuvien laatua ja säätää erityisiä rekistereitä ISP:ssä objektiivin varjostuksen vähentämiseksi.
• F-stop numeron lisääminen:Lisäämällä objektiivin f-stop numeroa (ts. pienentämällä aukkoa) voidaan vähentää luonnollisen vinjetoinnin tai cos4θ -laskun vaikutusta.
• Pidemmän polttovälin käyttäminen:Alhaisen f/# (polttovälin ja aukon koon suhde) tapauksissa, lyhyen polttovälin objektiiveilla tai kun korkeaa resoluutiota tarvitaan alhaisella kustannuksella, mekaaninen kameravinjetointi voidaan poistaa käyttämällä pidempää polttoväliä.
• Tasakenttäkorjaus:Yleinen menetelmä voimakkaan objektiivin vinjetoinnin korjaamiseen, se sisältää tasaisen pinnan valaisemisen ja tumman kentän sekä vaalean viitekehyksen tallentamisen, minkä jälkeen lasketaan ja sovelletaan tasakenttäkorjausta.
• Ohjelmistotyökalujen käyttäminen:Eri ohjelmistotyökaluja, kuten mikroskooppikuvien ompelutyökaluja ja CamToolia, voidaan käyttää objektiivin varjostuksen korjaamiseen.
• Käyttämällä telekeskeisiä linssejä:Linssejä, jotka on suunniteltu olemaan telekeskeisiä kuvassa, voidaan korjata roll-off, koska tämä telekeskeisyys tuottaa äärimmäisen tasaisen kuvataso valaistuksen, poistaen normaalin cos4θ -laskun kuvataso valaistuksessa optisesta akselista kentän kulmaan.

Toivomme, että tämä artikkeli on ollut hyödyllinen linssivignetoinnin käsittelyssä. Tietenkin, jos sinulla on edelleen kysymyksiä linssivignetoinnin voittamisesta upotetussa näkymässä tai jos haluat integroidaupotetut kameramoduulittuotteisiisi, ota rohkeasti yhteyttä meihin—Sinoseen, kokeneeseenKiinalainen kamera-moduulien valmistaja- Mitä?