6 facteurs qui déterminent les performances d'un appareil photo en faible lumière | Comment optimiser ?

Comment réaliser une imagerie en faible lumière dans des zones avec de mauvaises conditions d'éclairage ? C'est un défi majeur qui a longtemps affecté les applications de vision embarquée. Atteindre de bonnes performances en faible lumière n'est pas facile car cela est influencé par l'interaction de divers facteurs. Par le passé, en raison de technologies limitées, les images capturées dans des environnements à faible luminosité n'étaient pas claires et présentaient même beaucoup de bruit et de perte de détails. Avec le développement des capteurs et des technologies de vision embarquée, l'imagerie en faible lumière dispose désormais de bonnes solutions et peut même être réalisée la nuit.

Dans cet article, nous allons examiner les facteurs influençantPerformance en basse lumièreet les domaines d'application individuels impliquant l'imagerie en faible lumière.

Qu'est-ce que la performance en faible lumière ?

Avant d'examiner les facteurs qui affectent la performance en faible lumière, il est nécessaire de comprendre ce qu'est la performance en faible lumière.
Les performances en faible lumière sont la capacité d'un appareil photo à fournir des images claires dans des environnements peu éclairés en préservant les détails de l'image tout en minimisant le bruit. Cette performance est importante pour les applications de vision nécessitant une imagerie de nuit ou dans des environnements peu éclairés. Ci-dessous se trouve une comparaison de l'imagerie avec et sans dispositifs capables de fonctionner en faible lumière.

Quels facteurs affectent les performances en faible lumière d'un appareil photo ?

Il existe six facteurs principaux qui affectent les performances en faible lumière d'un appareil photo :

1. Rapport signal/bruit (SNR)
2. Ouverture de l'objectif
3. Taille du pixel
4. Sensitivité
5. Facteurs environnementaux
6. Algorithmes de traitement d'image

Examinons plus en détail les spécificités de chaque facteur ci-dessous.

Rapport signal/bruit (SNR)

Rapport signal/bruit (SNR)est une mesure importante des performances de l'appareil photo, reflétant le rapport entre le signal et le bruit dans une image. Un SNR élevé signifie généralement qu'en conditions de faible luminosité, il y a moins de bruit et que le module caméra est capable de produire des images plus nettes. Une caméra en faible lumière est conçue pour atteindre un SNR plus élevé en minimisant le bruit, améliorant ainsi la qualité de l'image.

Ouverture de l'objectif

La taille de l'ouverture de l'objectif détermine la quantité de lumière qui atteint le capteur. Plus l'ouverture est grande, plus elle laisse entrer de lumière, et meilleure elle est pour la prise de vue en conditions de faible luminosité. C'est pourquoi une ouverture plus large est recommandée en faible luminosité. Cependant, une ouverture augmentée peut être accompagnée d'une réduction de la profondeur de champ, donc pour les applications avec des variations de distance, une attention particulière doit être portée à la conception.

Taille du pixel

Les pixels sont les unités de base qui composent une image, et la taille des pixels correspond aux dimensions physiques de ces unités. Plus la taille du pixel est grande, plus sa capacité à recevoir de la lumière est importante. Elle est capable de capturer plus de détails et de réduire le bruit en conditions de faible luminosité. Il est important de noter qu'une augmentation de la taille des pixels entraînera une diminution du nombre de pixels pouvant être accueillis par leminiature camera module, ce qui entraîne une baisse de la résolution ou une augmentation de la taille du capteur.

Sensitivité

La sensibilité est un indicateur de la capacité d'un capteur d'image à convertir la lumière incidente en signal électrique, autrement dit, la manière dont l'appareil photo réagit à la lumière. Un appareil photo avec une haute sensibilité est capable de capturer plus de détails d'image dans des conditions de faible luminosité. C'est l'une des caractéristiques essentielles d'un appareil photo adapté à la faible lumière.

Facteurs environnementaux

La luminosité globale de l'environnement affecte la capacité de l'appareil photo à capturer des images exploitables. La température de couleur de la lumière disponible affecte l'équilibre des blancs et les capacités de reproduction des couleurs de l'appareil photo. En même temps, des températures élevées augmentent le bruit et réduisent les performances en faible lumière, donc les caméras pour faible lumière nécessitent une solution de gestion thermique appropriée.

Algorithmes de traitement d'image

Les algorithmes de réduction du bruit du module caméra sont efficaces pour supprimer le grain indésirable des images et préserver les détails de l'image en faible lumière. L'HDR capture une plage plus large de tons et empêche le sur-exposition des hautes lumières et la compression des ombres.

Ces facteurs sont interreliés et travaillent ensemble pour influencer l'efficacité de l'appareil photo dans des conditions de faible luminosité. Par exemple, les appareils photos avec de grandes tailles de pixels et de forts rapports signal/bruit offrent une qualité d'image élevée dans des conditions de faible luminosité. En outre, l'optimisation de l'ouverture de l'objectif, de la sensibilité et des algorithmes de traitement d'images peut encore améliorer les performances de l'appareil photo dans des conditions de faible luminosité.

Comment optimiser les performances de l'appareil photo en faible luminosité ?

Maintenant que nous avons compris les facteurs pertinents affectant les performances en faible luminosité de l'appareil photo, nous pouvons procéder à une optimisation ciblée pour nous assurer que l'appareil photo en faible luminosité offre ses meilleures performances. Voici une brève introduction à quelques options d'optimisation :
Optimisation de l'objectif :choisissez un objectif avec une ouverture maximale plus grande et ajoutez une stabilisation optique pour maximiser la capacité de concentration de la lumière.
Algorithmes de traitement d'images optimisés :Améliorez la qualité d'image dans les environnements à faible luminosité en utilisant une réduction de bruit avancée, une optimisation de la plage dynamique et d'autres techniques d'optimisation des images.
Considérations environnementales :Évaluez soigneusement les conditions, la température de couleur et la température de l'éclairage ambiant pour garantir un fonctionnement optimal de l'appareil photo.

Application des modules caméra à faible lumière dans la vision embarquée moderne

Les caméras à faible lumière sont maintenant largement utilisées dans une variété d'applications de vision embarquée. Examinons brièvement certaines des applications plus courantes et populaires basées sur les performances à faible lumière des caméras.

Surveillance du transport intelligent :Les systèmes de transport intelligent doivent utiliser des modules caméra à faible lumière pour identifier les plaques d'immatriculation et surveiller la circulation la nuit ou dans des zones à faible éclairage, comme les tunnels mal éclairés. Bien que tous les systèmes de transport intelligent n'exigent pas des caméras à faible lumière, cela reste recommandé.

Inspection industrielle :Dans l'industrie de la fabrication, les caméras à faible lumière peuvent être utilisées pour l'inspection automatisée de la qualité afin de garantir des normes de produit élevées même dans des environnements de travail mal éclairés. Les produits du module caméra vision nocturne de sinoseen sont capables de fournir une imagerie de haute qualité tout en maintenant une performance optimale en faible lumière.

Drones :Les drones sont une application populaire aujourd'hui, et en installant un module caméra performant à faible lumière sur un drone, il est possible de réaliser des photographies aériennes nocturnes ou d'autres tâches de surveillance.

Solutions à faible lumière de SInoseen

Chez SInoseen, nous proposons une large gamme de modules caméra à faible lumière. Avec quinze ans d'expérience en vision embarquée et une équipe d'ingénieurs spécialisés, nous pouvons fournir la solution de module caméra à faible lumière la plus appropriée pour vos besoins. Bien sûr, nous avons également quelques cas de référence, si vous êtes intéressé, vous pouvez aller les consulter. En même temps, nous pouvons égalementpersonnaliser la solutionconformément à vos besoins pour vous assurer qu'il répond pleinement à vos attentes.