सिग्नल-टू-शोर अनुपात क्या है?यह एंबेडेड विजन को कैसे प्रभावित करता है?

मुझे नहीं पता कि क्या आपने कभी सिग्नल-टू-शोर अनुपात (एसएनआर) की अवधारणा को समझा है? जो उजागर हो गए हैंएम्बेडेड दृष्टि प्रणालीपता होना चाहिए कि ये सिस्टम छवि और वीडियो डेटा को पकड़ने और संसाधित करने के लिए उन्नत कैमरों और सेंसर पर भरोसा करते हैं और वास्तविक समय की अंतर्दृष्टि और प्रतिक्रियाएं प्रदान करते हैं, जिससे वे स्वास्थ्य देखभाल और सुरक्षा जैसे उद्योगों में लोकप्रिय हो जाते हैं। सिग्नल-टू-शोर अनुपात एक महत्वपूर्ण कारक है जो इन प्रणालियों की दृश्य सटीकता, विश्वसनीयता और प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।

हो सकता है कि आप अभी भी सिग्नल-टू-शोर अनुपात के बारे में हैरान हों। यद्यपि आपने इसके बारे में सुना है, आप समझ नहीं पा रहे हैं कि इसका क्या अर्थ है, इसकी गणना कैसे की जाती है, और यह महत्वपूर्ण क्यों है। फिर इस लेख में, हम एम्बेडेड दृष्टि (जैसे, स्मार्ट निगरानी कैमरे, स्वचालित कैरी-ओवर फोटोग्राफी, आदि) में इसके महत्व के बारे में अधिक जानेंगे।

सिग्नल-टू-शोर अनुपात क्या है?

एसएन अनुपात क्या है? सिग्नल-टू-शोर अनुपात, या संक्षेप में एसएनआर, पृष्ठभूमि शोर (अवांछित संकेत) के सापेक्ष वांछित सिग्नल की ताकत का एक मात्रात्मक उपाय है.snr एक सिस्टम में हस्तक्षेप करने वाले संकेतों के साथ उपयोगी संकेतों की तुलना करने, विभिन्न आउटपुट संकेतों के बीच अंतर करने और कुशल आउटपुट को साकार करने के लिए महत्वपूर्ण है।

सिग्नल-टू-शोर अनुपात आमतौर पर डेसिबल (डीबी) में व्यक्त किया जाता है। शोर अनुपात के लिए संकेत का मूल्य जितना अधिक होगा, आउटपुट उतना ही बेहतर होगा। एम्बेडेड दृष्टि में, सिग्नल डिवाइस द्वारा कैप्चर किया गया डेटा होता है, जिसमें ऐसी जानकारी हो सकती है जिसे सिस्टम को संसाधित करने की आवश्यकता होती है। शोर कोई भी बाहरी कारक हो सकता है जैसे विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप, कंपन, आदि। सिग्नल पर शोर का प्रभाव जितना कम होगा, एसएनआर उतना ही अधिक होगा, सिग्नल में उतनी ही उपयोगी जानकारी होगी, इस प्रकार डेटा की गुणवत्ता और विश्वसनीयता में सुधार होगा। उदाहरण के लिए, 90dB 50dB से बेहतर है।

तो एसएनआर की गणना कैसे करें?शोर अनुपात (एसएनआर) के लिए सिग्नल की गणना सूत्र का उपयोग किया जा सकता है और परिणाम डेसीबल का उपयोग करके व्यक्त किया जाता है:

एस/एन अनुपात सूत्र:  एसएनआर = 20 * लॉग 10 (सिग्नल आयाम / शोर आयाम)

जहां सिग्नल आयाम छवि या वीडियो डेटा की तीव्रता है और शोर आयाम डेटा को प्रभावित करने वाले शोर की तीव्रता है।

एम्बेडेड दृष्टि में सिग्नल-टू-शोर अनुपात क्यों महत्वपूर्ण है?

सिग्नल-टू-शोर अनुपात महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सीधे छवि और वीडियो डेटा की गुणवत्ता और विश्लेषण परिणामों की सटीकता और विश्वसनीयता को प्रभावित करता है। जब एज प्रोसेसिंग जैसे एम्बेडेड विजन एप्लिकेशन की बात आती है, जैसे कि हेड काउंटिंग और ऑब्जेक्ट रिकग्निशन, तो एक उच्च एसएनआर छवि में शोर कणों को कम करने और स्पष्ट परिणाम प्रदान करने में फायदेमंद होता है। और मशीन लर्निंग और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस जैसे एल्गोरिदम में, उच्च एसएनआर डेटा प्रोसेसिंग की सटीकता में प्रभावी ढंग से सुधार कर सकता है और त्रुटियों को कम कर सकता है। इस बीच, के लिएलो-लाइट कैमरा मॉड्यूल, यह छवि गुणवत्ता पर शोर के प्रभाव को स्पष्ट रूप से प्रतिबिंबित कर सकता है।

एम्बेडेड दृष्टि डेटा पर शोर का प्रभाव

शोर मोटे तौर पर अवांछित संकेतों को संदर्भित करता है जो छवि या वीडियो डेटा में दिखाई देते हैं, जैसे विरूपण, क्वांटम शोर, पिक्सेलेशन आदि, जिससे डेटा में त्रुटियां हो सकती हैं। इन शोरों की उपस्थिति डेटा के विज़ुअलाइज़ेशन को कम करती है और सिस्टम के लिए इससे उपयोगी जानकारी निकालना और संसाधित करना अधिक कठिन बना देती है। यह डेटा के आकार और बैंडविड्थ आवश्यकताओं को भी बढ़ाता है।एम्बेडेड दृष्टि में शोर क्या है?

एम्बेडेड विजन सिस्टम प्रदर्शन पर शोर अनुपात के लिए संकेत का प्रभाव

शोर स्तर:एक कम एसएनआर शोर स्तर को बढ़ाता है, जिससे सिस्टम के लिए सूचना से उपयोगी जानकारी निकालना अधिक कठिन हो जाता है।
गतिशील रेंज:एसएनआर का स्तर सीधे सिस्टम की गतिशील रेंज को प्रभावित करता है, जो सबसे चमकीले से सबसे गहरे हिस्से के बीच का अनुपात है। एक कम एसएनआर सिस्टम के लिए विभिन्न चमक और विरोधाभासों के बीच अंतर करना अधिक कठिन बना देगा।
संकल्प और तीक्ष्णता: कम एसएनआर वस्तु पहचान को अटक जाएगा, जबकि उच्च एसएनआर छवि के रिज़ॉल्यूशन और तीखेपन को बेहतर बनाने में मदद करता है, जिससे विवरण अधिक स्पष्ट हो जाता है और किनारे का पता लगाने वाले एल्गोरिदम में मदद मिलती है।

एसएनआर और कैमरा विशेषताओं के बीच क्या संबंध है?

एसएनआर अकेले विज़ुअलाइज़ेशन को प्रभावित नहीं करता है, यह कैमरे की कई विशेषताओं से निकटता से संबंधित है। यह समझना कि ये विशेषताएं एसएनआर को कैसे प्रभावित करती हैं, बेहतर दृश्य परिणाम दे सकती हैं।

गतिशील रेंज:एक अच्छी गतिशील रेंज अधिक रंग टोन कैप्चर कर सकती है, जो विभिन्न चमक स्तरों पर बेहतर एसएनआर प्राप्त करने और प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों में बेहतर विशिष्ट विवरण प्राप्त करने के लिए अच्छा है।

आईएसओ संवेदनशीलता:उच्च आईएसओ शोर को बढ़ाते हुए सिग्नल को बढ़ाता है, एसएनआर को कम करता है। कम आईएसओ शोर अनुपात को बेहतर ध्वनि देता है, लेकिन एक्सपोजर के लिए बेहतर प्रकाश की आवश्यकता होती है।

शटर गति:तेज शटर गति मोशन ब्लर को कम करती है, लेकिन एक बड़े एपर्चर या आईएसओ की आवश्यकता होती है, जो एसएनआर को प्रभावित करती है। कम रोशनी में धीमी शटर गति के परिणामस्वरूप एक्सपोज़र बढ़ने के कारण कम SNR होता है।

सेंसर का आकार:सेंसर जितना बड़ा होगा, पिक्सेल उतने ही बड़े होंगे, उतने ही अधिक फोटॉन एकत्र किए जाते हैं और बेहतर सिग्नल-टू-शोर अनुपात के लिए अधिक प्रकाश कैप्चर किया जा सकता है। इसके विपरीत, छोटे पिक्सेल शोर उत्पन्न कर सकते हैं और एसएनआर को प्रभावित कर सकते हैं।

छवि प्रसंस्करण एल्गोरिदम:उन्नत छवि प्रसंस्करण एल्गोरिदम अवांछित शोर को कम कर सकते हैं और छवि विवरण बनाए रखते हुए एसएनआर में सुधार कर सकते हैं।

एपर्चर का आकार:एपर्चर जितना बड़ा होगा, उतना ही अधिक प्रकाश होगा, जो snr अनुपात को बेहतर बनाने में मदद करेगा। एपर्चर जितना छोटा होगा, एक्सपोज़र समय की आवश्यकता उतनी ही अधिक होगी, जो अधिक शोर का परिचय देता है।

एक्सपोज़र का समय SNR को क्यों प्रभावित करता है?

एसएनआर में एक्सपोजर समय भी एक महत्वपूर्ण कारक है, यह निर्धारित करता है कि सेंसर कितनी देर तक प्रकाश प्राप्त करता है। लंबे समय तक एक्सपोजर समय कैप्चर किए गए फोटॉनों की संख्या में वृद्धि कर सकता है, सैद्धांतिक रूप से सिग्नल की शक्ति बढ़ा सकता है और सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार कर सकता है। इससे अधिक फोटोनिक और इलेक्ट्रॉनिक शोर का निर्माण भी हो सकता है, विशेष रूप से उच्च तापमान पर या लंबे एक्सपोज़र के दौरान, जो छवि गुणवत्ता को नीचा दिखा सकता है।

ऊपर से हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि सिग्नल एक्सपोज़र समय के दौरान एकत्र किए गए फोटॉनों की संख्या के समानुपाती है, बाद वाले की गणना प्रकाश तीव्रता (I) और एक्सपोज़र समय (t) के उत्पाद के रूप में की जाती है:

घटना फोटॉन तीव्रता पर विचार करते समय, फोटॉन प्रकीर्णन शोर (फोटॉन प्रकीर्णन शोर किसी भी प्रणाली में निहित शोर का एक प्रकार है जो असतत इकाइयों (यानी, फोटॉनों) में प्रकाश की गणना करता है) भी प्रकट होता है। फोटॉन प्रकीर्णन शोर (SNR_Shot) के कारण सिग्नल-टू-शोर अनुपात निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया गया है:

जब एक्सपोज़र का समय लंबा होता है, तो एकत्र किए गए फोटॉनों की संख्या (एन) भी बढ़ जाती है, और इसी तरह सिग्नल (एस) भी बढ़ जाता है। सिग्नल का वर्गमूल (√S) भी बढ़ता है। इसका मतलब यह है कि बिखरे हुए अनाज के शोर के मामले में, शोर अनुपात के लिए ध्वनि जोखिम समय के वर्गमूल के साथ बढ़ जाती है।

एम्बेडेड दृष्टि में एसएनआर में सुधार के लिए कुछ प्रासंगिक सुझाव

ऊपर से मैं बता सकता हूं कि शोर को कम करना या सिग्नल की गुणवत्ता में सुधार करना एसएनआर को बेहतर बनाने में प्रभावी हो सकता है। इसके लिए हम निम्नलिखित प्रासंगिक अनुकूलन सुझावों के साथ आ सकते हैं:

• सिग्नल शक्ति अनुकूलन के लिए। लेकिन शोर को बढ़ाने से रोकने के लिए अति-अनुकूलन से बचें, जिसके परिणामस्वरूप छवि में कोई महत्वपूर्ण सुधार नहीं हुआ।
• कैमरा खरीदते या कस्टमाइज़ करते समय कैमरे के आर्किटेक्चर को ऑप्टिमाइज़ करें। एक अच्छे वास्तुशिल्प डिजाइन का उपयोग बेहतर इमेजिंग प्रदर्शन के लिए अनुमति देता है।
• उच्च गुणवत्ता वाले सेंसर का उपयोग करें। कम रीडआउट शोर वाले उच्च-गुणवत्ता वाले छवि सेंसर शोर को कम कर सकते हैं और एसएनआर में सुधार कर सकते हैं।
• प्रभावी थर्मल डिजाइन सेंसर तापमान को कम करता है और थर्मल शोर जैसे शोर के अन्य रूपों को कम करता है।
• सर्वश्रेष्ठ छवियों को कैप्चर करते समय शोर को कम करने के लिए एक्सपोज़र समय और शटर गति जैसी कैमरा सेटिंग्स का अनुकूलन करता है।

संक्षेप करने के लिए

सिग्नल-टू-शोर अनुपात एम्बेडेड दृष्टि प्रणालियों को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, जो सीधे छवि और वीडियो डेटा की गुणवत्ता और विश्लेषण परिणामों की सटीकता और विश्वसनीयता को प्रभावित करता है। हमें उम्मीद है कि इस लेख के माध्यम से हम सिग्नल-टू-शोर अनुपात के अर्थ, इसे प्रभावित करने वाले कारकों और इसे कैसे सुधारें ताकि हम अपने एम्बेडेड दृष्टि अनुप्रयोगों को अनुकूलित कर सकें और बेहतर परिणाम प्राप्त कर सकें।

यदि आपको मदद की ज़रूरत है या कम शोर वाले कैमरे को अनुकूलित करें और इसे अपने एम्बेडेड दृष्टि अनुप्रयोग में एकीकृत करें, तो कृपया बेझिझकसंपर्क करें.