Modules de caméra monochromes ou couleur : pourquoi les modules de caméra monochromes sont-ils meilleurs dans la vision embarquée ?

L’un des critères importants que nous utilisons lors du choix d’une caméra de vision embarquée est le type de chrominance. Il existe deux types courants de caméras chrominiques : les caméras noir et blanc et les caméras couleur. Nous utilisons couramment des caméras couleur pour enregistrer des images colorées dans notre vie quotidienne. Cependant, cela ne signifie pas nécessairement que les appareils photo couleur sont supérieurs aux appareils photo noir et blanc.

Les appareils photo monochromes sont spécialisés dans la capture d’images en niveaux de gris, tandis que les appareils photo couleur capturent des images en couleur. Pour les applications individuelles de vision embarquée,Appareils photo monochromes noir et blancsont une solution plus pratique et plus efficace car ils sont capables de capturer des images plus détaillées dans des environnements à faible luminosité. Examinons de plus près les caméras couleur et monochromes pour voir les différences et pourquoi il est préférable d’utiliser des caméras monochromes plutôt que des caméras couleur pour la vision intégrée.

Qu’est-ce qu’un module de caméra couleur ? Comment cela fonctionne-t-il ?

Un module de caméra couleur est une caméra qui capture et génère une image en couleur. Il utilise des points de pixel sur le capteur pour capturer la lumière d’une longueur d’onde spécifique et convertit les informations lumineuses en informations de couleur à l’aide d’un réseau de filtres de couleur (CFA). Les appareils photo couleur prennent des photos plus rapidement que les appareils photo monochromes. Dans des conditions de faible luminosité, les modules de caméra couleur peuvent présenter des problèmes tels que le manque de clarté et de détails. En effet, le réseau de filtres de couleur réduit la quantité de lumière atteignant le capteur.

Les modules de caméra couleur utilisent généralement un CFA avec une alternance de filtres rouge, vert et bleu en mode Bayer. Le mode Bayer ne capture que 1/3 de la lumière incidente par pixel, et le reste des couleurs qui ne correspondent pas au mode est automatiquement filtré. De plus, ce mode nécessite la reconstruction d’une image panchromatique complète au moyen d’un algorithme de démosaïquage qui combine les points de sensibilité pour produire un pixel panchromatique, c’est-à-dire qu’une seule couleur est mesurée à n’importe quel point de sensibilité, et les autres sont dérivées par inférence.

Les appareils photo couleur sont généralement moins chers que les appareils photo monochromes et sont plus couramment utilisés dans la photographie, les smartphones et les applications nécessitant une reconnaissance des couleurs et des informations sur les couleurs pour le marché de masse.

Qu’est-ce qu’un module de caméra monochrome ?

Plus tôt, nous avons eu quelques informations surCaméras noir et blanc. Contrairement aux caméras couleur, qui se spécialisent dans la capture d’images en niveaux de gris, les caméras monochromes peuvent capturer toute la lumière incidente puisque le CFA n’est pas utilisé. Le rouge, le vert et le bleu sont absorbés. Par conséquent, la quantité de lumière est trois fois supérieure à celle d’un appareil photo couleur, tandis qu’aucun algorithme de dématriçage n’est nécessaire pour affiner l’image. Par conséquent, les appareils photo monochromes ont de meilleures performances que les appareils photo couleur dans des conditions de faible luminosité.

Différences entre les appareils photo couleur et monochromes

Les appareils photo couleur et les appareils photo monochromes sont deux façons différentes de capturer des images. Ci-dessous, nous comparons les différences entre les deux en termes de qualité d’image, de sensibilité à la lumière et de résolution :

Qualité d’image :En raison de l’absence de matrices de filtres couleur, les appareils photo monochromes sont capables de capturer des images plus nettes et plus détaillées que les appareils photo couleur, en particulier dans des conditions de faible luminosité. À l’inverse, les caméras couleur sont capables de capturer des images en couleur, ce qui est important pour les applications nécessitant des informations sur les couleurs.

Sensibilité à la lumière :Comme il n’y a pas de réseau de filtres couleur, les appareils photo monochromes sont plus sensibles à la lumière et reçoivent plus de lumière que les appareils photo couleur. Par conséquent, les meilleurs modules de caméra monochromes ont de meilleures performances en basse lumière que les caméras couleur.

Résolution:Les appareils photo monochromes ont une résolution plus élevée que les appareils photo couleur. Cela est dû au fait que chaque pixel d’un appareil photo monochrome capte toute la lumière qui arrive.

Pourquoi les caméras monochromes sont-elles meilleures que les caméras couleur dans la vision embarquée ?

Les applications de vision embarquée nécessitent des détails d’image plus précis et des vitesses de traitement plus rapides. Alors, pourquoi les caméras monochromes sont-elles meilleures en vision embarquée ? Nous pouvons résumer les avantages suivants :

1. Les appareils photo monochromes sont plus performants dans des conditions de faible luminosité
2. Les algorithmes de caméra monochrome sont soigneusement optimisés
3. Les capteurs monochromes ont intrinsèquement des fréquences d’images plus élevées

Développons-le ci-dessous.

Meilleures performances en basse lumière

La principale différence entre les appareils photo couleur et monochromes est que les appareils photo monochromes n’ont pas de matrice de filtres couleur (CFA). En supprimant les filtres de couleur, vous rendez un appareil photo monochrome plus sensible à la lumière et recevez plus de lumière.
De plus, les caméras couleur sont généralement équipées de filtres de coupure infrarouges pour éviter une variété de problèmes d’aberration chromatique causés par la réaction des trois couleurs primaires avec les longueurs d’onde de la lumière dans le proche infrarouge.
Étant donné que les appareils photo monochromes n’ont pas de filtres de coupure CFA et IR, le capteur peut détecter une plage spectrale plus large et accepter plus de lumière. Cela signifie que les appareils photo monochromes sont capables de fonctionner extrêmement bien dans des conditions de faible luminosité.

Algorithmes plus rapides

Les caméras couleur ne conviennent pas aux applications de vision embarquée basées sur l’IA de bord en raison de leurs algorithmes complexes de construction d’images.
Au contraire, de nombreux algorithmes des caméras monochromes peuvent être utilisés pour détecter des objets, prédire des objets et d’autres applications à l’aide de modèles de vision.

Fréquence d’images plus élevée

Les pixels du capteur de caméra monochrome sont plus petits que ceux des caméras couleur. Dans les appareils photo couleur, la quantité de données à traiter pour la même image est plus élevée et le temps de traitement est plus long que dans les appareils photo numériques monochromes, ce qui entraîne des fréquences d’images plus lentes. Au contraire, les appareils photo monochromes ont un traitement plus rapide et une fréquence d’images plus élevée.

Ici, nous pouvons conclure que lors du traitement des mêmes données d’image dans des applications de vision embarquée individuelles, la vitesse de traitement, les performances en basse lumière et la fréquence d’images des caméras monochromes sont plus élevées et meilleures que celles des caméras couleur, et par conséquent, il est préférable d’utiliser des caméras monochromes plutôt que des caméras couleur dans des applications de vision embarquée individuelles.

Applications des modules de caméra monochromes

Explorons certaines applications de vision embarquée qui ne nécessitent pas spécifiquement d’informations sur les couleurs et voyons comment une caméra monochrome peut faire la différence.

Reconnaissance automatique des plaques d’immatriculation (ANPR)

Dans les systèmes de transport intelligents, nous devons souvent identifier les violations en capturant les plaques d’immatriculation. La première chose que nous pouvons préciser est que nous n’avons pas besoin d’informations sur les couleurs, il nous suffit de capturer rapidement l’image, puis de l’analyser pour lire les informations du véhicule grâce à l’OCR (reconnaissance optique de caractères). Que ce soit le jour ou la nuit. Par conséquent, les appareils photo numériques monochromes à haute sensibilité et à forte performance en basse lumière sont capables de bien remplir cette application. Cependant, les zones individuelles où la reconnaissance des plaques couleur est requise doivent toujours utiliser des caméras couleur.

QInspection

Dans les applications d’automatisation industrielle où les caméras sont utilisées pour détecter si un objet est endommagé ou non, des caméras monochromes peuvent être utilisées. Ceci est largement utilisé dans les usines pour s’assurer que la qualité du produit est satisfaisante.

Conclusion

En conclusion, les appareils photo monochromes et couleur ont tous deux leurs propres avantages et limites. Plus d’applications et nos besoins sont différents, j’ai besoin de combiner la situation réelle pour faire un choix. Les performances de l’appareil photo monochrome en basse lumière sont solides, capables de capturer des images claires et détaillées dans des environnements à faible luminosité, mais le coût est plus élevé, incapable de capturer des images couleur. Les appareils photo couleur sont capables de capturer des images en couleur, mais ont une faible sensibilité à la lumière et peuvent produire des images peu claires et peu détaillées dans des conditions de faible luminosité.

Nous espérons que cet article vous a donné une première compréhension des différences entre les appareils photo monochromes et couleur, et une idée des types d’applications dans lesquelles les appareils photo monochromes sont appropriés. Par exemple, dans les applications où la sortie couleur n’est pas un problème, mais plutôt la sensibilité et les performances en basse lumière, un appareil photo monochrome doit être utilisé.

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