स्वर्णिम बनाम रंगीन कैमरा मॉड्यूल: एम्बेडेड विज़न में स्वर्णिम कैमरा मॉड्यूल क्यों बेहतर हैं?

जब हम एक एम्बेडेड विज़न कैमरा चुनते हैं, तो हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले महत्वपूर्ण मानदंडों में रंग प्रकार (chroma type) शामिल है। दो सामान्य प्रकार के रंगीन कैमरे होते हैं: काले और सफेद कैमरे और रंगीन कैमरे। हम अपने दैनिक जीवन में रंगीन छवियां रिकॉर्ड करने के लिए सामान्यतः रंगीन कैमरों का उपयोग करते हैं। हालांकि, यह जरूरी नहीं है कि रंगीन कैमरे काले और सफेद कैमरों से बेहतर हों।

एकरस (Monochrome) कैमरे ग्रेस्केल छवियों को पकड़ने में विशेषज्ञ होते हैं, जबकि रंगीन कैमरे पूर्ण-रंगीन छवियां पकड़ते हैं। व्यक्तिगत एम्बेडेड विज़न अनुप्रयोगों के लिए, काले और सफेद एकरस कैमरे अधिक व्यावहारिक और प्रभावी समाधान हैं क्योंकि वे कम प्रकाश वाले पर्यावरणों में अधिक विस्तृत छवियां पकड़ने में सक्षम होते हैं। चलिए रंगीन और एकरस कैमरों के बीच अंतर और एम्बेडेड विज़न के लिए रंगीन कैमरों की तुलना में एकरस कैमरों का उपयोग क्यों बेहतर है, इस पर गहराई से देखते हैं।

रंगीन कैमरा मॉड्यूल क्या है? यह कैसे काम करता है?

रंगीन कैमरा मॉड्यूल एक ऐसा कैमरा होता है जो पूर्ण रंगीन छवि को पकड़ता और उत्पन्न करता है। यह सेंसर पर पिक्सल बिंदुओं का उपयोग करके एक विशिष्ट तरंगदैर्ध्य के प्रकाश को पकड़ता है और रंग फ़िल्टर ऐरे (CFA) का उपयोग करके प्रकाश जानकारी को रंगीन जानकारी में बदलता है। रंगीन कैमरे सादे कैमरों की तुलना में तेजी से फोटो खींचते हैं। कम प्रकाश की स्थितियों में, रंगीन कैमरा मॉड्यूल को स्पष्टता और विवरण की कमी जैसी समस्याएं हो सकती हैं। यह इसलिए है क्योंकि रंग फ़िल्टर ऐरे सेंसर तक पहुंचने वाले प्रकाश की मात्रा को कम कर देता है।

रंगीन कैमरा मॉड्यूल आमतौर पर बेयर मोड़ में लाल, हरे और नीले फिल्टर के साथ CFA (Color Filter Array) का उपयोग करते हैं। बेयर मोड़ प्रति पिक्सेल आपत्ति के प्रकाश का केवल 1/3 भाग पकड़ता है, और मोड़ से मेल नहीं खाने वाले शेष रंगों को स्वचालित रूप से फ़िल्टर कर दिया जाता है। इसके अलावा, इस मोड़ को पूर्ण पैंक्रोमैटिक छवि का निर्माण एक डी-मोज़ाइकिंग एल्गोरिदम के माध्यम से करना पड़ता है, जो संवेदनशीलता के बिंदुओं को मिलाकर पैंक्रोमैटिक पिक्सेल उत्पन्न करता है, अर्थात् किसी भी संवेदनशीलता बिंदु पर केवल एक रंग का मापन किया जाता है, और शेष अनुमान पर आधारित होते हैं।

रंगीन कैमरे आमतौर पर स्वर्ण बदल के कैमरों से सस्ते होते हैं और फोटोग्राफी, स्मार्टफोन और रंग पहचान और रंग सूचना की आवश्यकता वाले ऐसे अनुप्रयोगों में अधिक उपयोग किए जाते हैं जो जनता के लिए होते हैं।

मोनोक्रोम कैमरा मॉड्यूल क्या है?

पहले हमें कुछ जानकारी थी काले और सफेद कैमरों के बारे में रंग वाले कैमरों के विपरीत, जो स्केल-ग्रेस्केल चित्रों को पकड़ने में विशेषज्ञ हैं, एकक-रंगीन कैमरे सभी आपत्ति रश्मियों को पकड़ सकते हैं क्योंकि CFA का उपयोग नहीं किया जाता है। लाल, हरा और नीला सभी अवशोषित हो जाते हैं। इसलिए रंग वाले कैमरे की तुलना में प्रकाश की मात्रा तीन गुनी हो जाती है, जबकि चित्र को सुधारने के लिए कोई डी-मोसाइसिंग एल्गोरिदम आवश्यक नहीं है। इसलिए एकक-रंगीन कैमरे कम प्रकाश की स्थितियों में रंगीन कैमरों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

रंगीन और एकक-रंगीन कैमरों के बीच अंतर

रंगीन कैमरे और एकक-रंगीन कैमरे छवियों को पकड़ने के दो अलग-अलग तरीके हैं। नीचे हम छवि की गुणवत्ता, प्रकाश संवेदनशीलता और रिजॉल्यूशन के आधार पर दोनों के बीच अंतर की तुलना करते हैं:

छवि की गुणवत्ता: रंग फिल्टर ऐरेज की कमी के कारण, एकक-रंगीन कैमरे रंगीन कैमरों की तुलना में तीव्र और अधिक विवरणित छवियां पकड़ने में सक्षम हैं, विशेष रूप से कम प्रकाश की स्थितियों में। विपरीत रूप से, रंगीन कैमरे पूर्ण रंगीन छवियां पकड़ने में सक्षम हैं, जो रंग सूचना की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

प्रकाश संवेदनशीलता: चूंकि रंग फिल्टर ऐरे की कोई जरूरत नहीं होती, सादा कैमरे प्रकाश से अधिक संवेदनशील होते हैं और रंगीन कैमरों की तुलना में अधिक प्रकाश प्राप्त करते हैं। इस प्रकार, सबसे अच्छे सादे कैमरा मॉड्यूल रंगीन कैमरों की तुलना में कम प्रकाश वाली स्थितियों में बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

प्रसारण: सादे कैमरे रंगीन कैमरों की तुलना में उच्च रिज़ॉल्यूशन होते हैं। यह इस बात के कारण है कि सादे कैमरे के प्रत्येक पिक्सेल को पहुंचने वाला सभी प्रकाश पकड़ता है।

इम्बेडेड विज़न में सादे कैमरे रंगीन कैमरों से क्यों बेहतर हैं?

इम्बेडेड विज़न एप्लिकेशनों को अधिक सटीक छवि विवरणों और तेज़ प्रोसेसिंग गति की आवश्यकता होती है। तो इम्बेडेड विज़न में सादे कैमरे क्यों बेहतर हैं? हम इन फायदों को सारांशित कर सकते हैं:

1. सादे कैमरे कम प्रकाश वाली स्थितियों में बेहतर प्रदर्शन करते हैं
2. सादे कैमरे के एल्गोरिदम ध्यान से ऑप्टिमाइज़ किए गए हैं
3. सादे सेंसर्स मूल रूप से उच्च फ्रेम रेट होते हैं

इसे नीचे विस्तार से समझाया गया है।

कम प्रकाश वाली स्थितियों में बेहतर प्रदर्शन

रंगीन और सादे कैमरों के बीच मुख्य अंतर यह है कि सादे कैमरों में रंग फ़िल्टर ऐरे (CFA) नहीं होता है। रंग फ़िल्टर को हटाने से आपको एक सादा कैमरा प्रकाश के प्रति अधिक संवेदनशील बन जाता है और अधिक प्रकाश प्राप्त होता है।
इसके अलावा, रंगीन कैमरे आमतौर पर तीन मूल रंगों की प्रतिक्रिया के कारण जो पास-आइन्फ्रारेड तरंगदैर्ध्य के साथ चॉरमेटिक विक्षेपण समस्याओं का कारण बनती हैं, उनसे बचने के लिए इन्फ्रारेड कटऑफ़ फ़िल्टर से युक्त होते हैं।
चूंकि सादे कैमरों में CFA और IR कटऑफ़ फ़िल्टर दोनों नहीं होते हैं, सेंसर को एक विस्तृत स्पेक्ट्रल रेंज का पता लगाने में सक्षम होता है और अधिक प्रकाश स्वीकार कर सकता है। यह इसका मतलब है कि सादे कैमरे कम प्रकाश की स्थितियों में अत्यधिक कुशल रूप से काम करने में सक्षम हैं।

तेज अल्गोरिदम

रंगीन कैमरे उन्हें जटिल छवि बनाने वाले अल्गोरिदम के कारण एज Ai आधारित एम्बेडेड विज़न एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त नहीं हैं।
विपरीत रूप से, सादे कैमरों के कई अल्गोरिदम विज़न मॉडल का उपयोग करके ऑब्जेक्ट्स का पता लगाने, ऑब्जेक्ट्स का अनुमान लगाने और अन्य एप्लिकेशन के लिए उपयोग किए जा सकते हैं।

उच्च फ्रेम दर

एकरंग कैमरे सेंसर की पिक्सलें रंगीन कैमरों की तुलना में छोटी होती हैं। रंगीन कैमरों में, समान चित्र को प्रोसेस करने के लिए डेटा की मात्रा अधिक होती है और प्रोसेसिंग समय एकरंग डिजिटल कैमरों की तुलना में अधिक होता है, जिसके परिणामस्वरूप धीमी फ्रेम दरें होती हैं। इसके विपरीत, एकरंग कैमरे तेज़ प्रोसेसिंग और अधिक फ्रेम दर के साथ आते हैं।

यहाँ हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि जब व्यक्तिगत एम्बेडेड विज़न एप्लिकेशन्स में समान चित्र डेटा प्रोसेस किया जाता है, तो एकरंग कैमरों की प्रोसेसिंग गति, कम प्रकाश प्रदर्शन, और फ्रेम दर रंगीन कैमरों की तुलना में अधिक और बेहतर होती है, और इसलिए, व्यक्तिगत एम्बेडेड विज़न एप्लिकेशन्स में एकरंग कैमरों का उपयोग रंगीन कैमरों की तुलना में बेहतर है।

एकरंग कैमरा मॉड्यूल के लिए एप्लिकेशन

चलिए कुछ एम्बेडेड विज़न एप्लिकेशन्स का अन्वेषण करते हैं जिनमें विशेष रूप से रंग की जानकारी की आवश्यकता नहीं होती है और देखते हैं कि एक एकरंग कैमरा कैसे अंतर कर सकता है।

ऑटोमेटिक नंबर प्लेट रेकग्निशन (ANPR)

इंटेलिजेंट परिवहन प्रणालियों में, हमें आमतौर पर चालानों की पहचान करने के लिए रजिस्ट्रेशन प्लेट को फ़ोटोग्राफ़ करना पड़ता है। पहली बात जो हम स्पष्ट कर सकते हैं वह यह है कि हमें रंग की जानकारी की आवश्यकता नहीं है, हमें सिर्फ तस्वीर को तेजी से धड़कर पकड़ना है और फिर उसे विश्लेषित करना है ताकि OCR (ऑप्टिकल कैरेक्टर रेकग्निशन) के माध्यम से वाहन की जानकारी पढ़ी जा सके। चाहे यह दिन हो या रात। इसलिए, उच्च संवेदनशीलता और मजबूत कम प्रकाश वाले प्रदर्शन वाले स्वच्छ डिजिटल कैमरे इस अनुप्रयोग को अच्छी तरह से पूरा कर सकते हैं। हालांकि, रंगीन प्लेट पहचान की आवश्यकता वाले व्यक्तिगत क्षेत्रों में अभी भी रंगीन कैमरों का उपयोग करना आवश्यक है।

Q गुणवत्ता जाँच

ऐसी औद्योगिक स्वचालन अनुप्रयोगों में, जहाँ कैमरे का उपयोग यह जाँचने के लिए किया जाता है कि कोई वस्तु क्षतिग्रस्त है या नहीं, स्वच्छ कैमरों का उपयोग किया जा सकता है। यह उत्पाद की गुणवत्ता को संतुष्ट करने के लिए कारखानों में बहुत फ़ैला हुआ है।

निष्कर्ष

निष्कर्ष में, दोनों मोनोक्रोम और रंगीन कैमरों के अपने फायदे और सीमाएँ होती हैं। अधिक अनुप्रयोगों और हमारी जरूरतें अलग-अलग होती हैं, मैं वास्तविक परिस्थितियों को ध्यान में रखकर चुनाव करना चाहिए। मोनोक्रोम कैमरे कम प्रकाश परिवेश में मजबूत प्रदर्शन करते हैं, कम प्रकाश वाले परिवेश में स्पष्ट और विस्तृत छवियां पकड़ने में सक्षम हैं, लेकिन उनका खर्च अधिक होता है और रंगीन छवियां पकड़ने में असमर्थ हैं। रंगीन कैमरे पूर्ण रंगीन छवियां पकड़ने में सक्षम हैं, लेकिन कम प्रकाश संवेदनशीलता होती है और कम प्रकाश वाली स्थितियों में अस्पष्ट और विस्तृत नहीं होने वाली छवियां उत्पन्न कर सकते हैं।

हम आशा करते हैं कि यह लेख आपको मोनोक्रोम और रंगीन कैमरों के बीच अंतर के बारे में एक प्रारंभिक समझ दिला दिया होगा, और मोनोक्रोम कैमरों के उपयोग के योग्य अनुप्रयोगों के बारे में विचार दिया होगा। उदाहरण के लिए, ऐसे अनुप्रयोगों में जहां रंगीन आउटपुट की चिंता नहीं होती है, बल्कि संवेदनशीलता और कम प्रकाश प्रदर्शन होता है, एक मोनोक्रोम कैमरा का उपयोग किया जाना चाहिए।

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