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

Comment réaliser des images en basse lumière dans des zones où les conditions d’éclairage sont mauvaises ? Il s’agit d’un défi majeur qui a tourmenté les applications de vision embarquée. Il n’est pas facile d’obtenir de bonnes performances en basse lumière car elles sont affectées par l’interaction de divers facteurs. Par le passé, en raison d’une technologie limitée, les images capturées dans des environnements peu éclairés 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 basse lumière dispose désormais de bonnes solutions et peut même être capturée la nuit.

Dans cet article, nous allons examiner les facteurs qui affectentPerformances en basse lumièreet les domaines d’application individuels où l’imagerie en basse lumière est impliquée.

Qu’est-ce que la performance en basse lumière ?

Avant d’examiner les facteurs qui affectent les performances en basse lumière, nous devons comprendre ce qu’est la performance en basse lumière.
Les performances en basse 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 de l’image. Cette performance est importante pour les applications de vision qui nécessitent une imagerie de nuit ou dans des environnements à faible luminosité. Vous trouverez ci-dessous une comparaison de l’imagerie avec et sans appareils compatibles avec la faible luminosité.

Quels sont les facteurs qui affectent les performances d’un appareil photo en basse lumière ?

Six facteurs principaux affectent les performances d’un appareil photo en basse lumière :

1. Rapport signal/bruit (SNR)
2. Ouverture de l’objectif
3. Taille des pixels
4. Sensibilité
5. Facteurs environnementaux
6. Algorithmes de traitement d’images

Examinons de plus près 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 rapport signal/bruit élevé signifie généralement que dans des conditions de faible luminosité, il y a moins de bruit et que le module de caméra est capable de fournir des images plus nettes. Une caméra à faible luminosité est conçue pour obtenir un rapport signal/bruit 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 frappe le capteur. Plus l’ouverture est grande, plus il y a de lumière et mieux c’est pour la prise de vue dans des conditions de faible luminosité. C’est pourquoi une plus grande ouverture est recommandée dans des conditions de faible luminosité. Cependant, une ouverture accrue peut s’accompagner d’une profondeur de champ réduite, de sorte que pour les applications avec des variations de distance, une attention particulière à la conception est requise.

Taille des pixels

Les pixels sont les unités de base qui composent une image, et la taille des pixels est les dimensions physiques de ces unités de pixels. Plus la taille du pixel est grande, plus sa capacité à recevoir la lumière est grande. Il est capable de capturer plus de détails et de réduire le bruit dans des conditions de faible luminosité. Il est important de noter qu’une augmentation de la taille des pixels se traduira par une réduction du nombre de pixels pouvant être accueillis par leModule de caméra miniature, entraînant une diminution de la résolution ou une augmentation de la taille du capteur.

Sensibilité

La sensibilité est un indicateur de la capacité d’un capteur d’image à convertir la lumière incidente en un signal électrique, en d’autres termes, la façon dont l’appareil photo réagit à la lumière. Un appareil photo à 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 en basse lumière.

Facteurs environnementaux

La luminosité globale de l’environnement affecte la capacité de l’appareil photo à capturer des images utilisables. La température de couleur de la lumière disponible affecte la balance des blancs et les capacités de reproduction des couleurs de l’appareil photo. Dans le même temps, des températures plus élevées augmentent le bruit et réduisent les performances en basse lumière, de sorte que les caméras à faible luminosité nécessitent une solution de gestion thermique appropriée.

Algorithmes de traitement d’images

Les algorithmes de réduction du bruit du module de caméra sont efficaces pour supprimer le grain indésirable des images et préserver les détails de l’image en basse lumière. Le HDR capture une plus large gamme de tons et empêche l’écrêtage des hautes lumières et la compression des ombres.

Ces facteurs sont interdépendants et travaillent ensemble pour influencer l’efficacité de l’appareil photo dans des conditions de faible luminosité. Par exemple, les appareils photo dotés de grandes tailles de pixels et de rapports signal/bruit élevés fournissent une sortie d’image de haute qualité dans des conditions de faible luminosité. Parallèlement, l’optimisation de l’ouverture de l’objectif, de la sensibilité et des algorithmes de traitement d’image peut encore améliorer les performances de l’appareil photo dans des conditions de faible luminosité.

Comment optimiser les performances d’un appareil photo en basse lumière ?

Maintenant que nous avons compris les facteurs pertinents affectant les performances en basse lumière de la caméra ci-dessus, nous pouvons effectuer une optimisation ciblée pour nous assurer que la caméra en basse lumière joue les performances maximales. Voici une brève présentation de 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 focalisation de la lumière.
Algorithmes de traitement d’image optimisés :Améliorez la qualité d’image dans des environnements peu éclairés à l’aide de la réduction avancée du bruit, de l’optimisation de la plage dynamique et d’autres techniques d’optimisation d’image.
Considérations environnementales :Évaluez soigneusement les conditions, la température de couleur et la température de l’éclairage ambiant pour garantir des performances optimales de l’appareil photo.

Application des modules de caméra à faible luminosité dans la vision embarquée moderne

Les caméras à faible luminosité sont aujourd’hui largement utilisées dans une variété d’applications de vision embarquée. Nous jetons ici un bref coup d’œil à certaines des applications les plus courantes et les plus populaires basées sur les performances en basse lumière des caméras.

Surveillance intelligente des transports :Les systèmes de transport intelligents doivent utiliser des modules de caméra à faible luminosité pour identifier les plaques d’immatriculation et surveiller le trafic la nuit ou dans les zones peu éclairées telles que les tunnels où la lumière est insuffisante. Bien que tous les systèmes de transport intelligents ne nécessitent pas de caméras à faible luminosité, cela reste recommandé.

Inspection industrielle :Dans l’industrie manufacturière, les caméras à faible luminosité 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 de module de caméra de vision nocturne de Sinoseen sont capables de fournir une imagerie de haute qualité tout en maintenant le nec plus ultra en matière de performances en basse lumière.

Drones:Les drones sont une application populaire aujourd’hui, et en montant un module de caméra haute performance à faible luminosité sur un drone, il est possible d’effectuer des photographies aériennes nocturnes ou d’autres tâches de surveillance.

Solutions à faible luminosité de SInoseen

Chez SInoseen, nous proposons une large gamme de modules de caméra à faible luminosité. Avec quinze ans d’expérience dans la vision embarquée et une équipe d’ingénieurs spécialisés, nous pouvons fournir la solution de module de caméra à faible luminosité la plus adaptée à vos besoins. Bien sûr, nous avons également quelques cas de référence, si vous êtes intéressé, vous pouvez aller voir. En même temps, nous pouvons égalementPersonnaliser la solutionselon vos besoins afin de s’assurer qu’il répond au mieux à vos attentes.