Mi a sötét szög definíciója? Hogyan lehet korrigálni a beágyazott vizuális alkalmazásokban?

A képfeldolgozó platformok gyors fejlődése forradalmasította ezt a területet, megbízható és költséghatékony beágyazott képalkotási megoldásokat kínálva a különböző piacokon. Ezek a platformok javítják a képminőséget olyan technikákkal, mint a javítás, helyreállítás, kódolás és tömörítés, amelyek magukban foglalják a megvilágítás korrekcióját, a képek átméretezését (digitális zoom), az élek észlelését és a szegmentálási algoritmusok értékelését. Ezekben az alkalmazásokban a CMOS képérzékelők váltak a leggyakrabban használt képérzékelő-típussá, amely a fényt pixeltömböt rögzíti, amely a későbbi képfeldolgozás alapjául szolgál.

Az optimális képrögzítés és -feldolgozás érdekében a kameramodullal integrálandó megfelelő objektív kiválasztása azonban kihívást jelentő folyamat. Ez magában foglalja a helyes meghatározásátlátómező (FOV), válasszon a rögzített fókusz vagy az automatikus élességállítás között, és állítsa be a munkatávolságot. Ezenkívül az olyan optikai jelenségek, mint a lencse vibrálása és a fehéregyensúly problémái zavarhatják a képkimenetet, ami befolyásolja a végső vizuális minőséget.

Ebben a cikkben elmélyülünk az objektív vignettálásának fogalmában, elemezzük annak okait, és gyakorlati megoldásokat kínálunk a beágyazott fényképezőgépek felhasználóinak a képminőséggel kapcsolatos probléma kiküszöbölésére.

Mi az objektív vignettálása?

Az objektív vignettálása a fényerő vagy telítettség fokozatos csökkenését jelenti a kép közepétől a széleiig vagy sarkaiig. Más néven árnyékolás, fénycsökkenés vagy fénysűrűség-árnyékolás, a vibrálás mértékét általában f-ütközőkben mérik, és az objektív rekeszméretétől és a különböző tervezési paraméterektől függ.

A rekesznyílás úgy szabályozza a kép fényerejét, hogy megváltoztatja az objektíven keresztül a fényképezőgép érzékelőjéhez érkező fény teljes mennyiségét.

A vignettálás nemcsak a kép vizuális minőségére van hatással, hanem bizonyos alkalmazásokban fontos vizuális információk elvesztéséhez is vezethet. Például a pontos szín- és fényerő-konzisztenciát igénylő ipari vizsgálatokban vagy orvosi képalkotásban a vignettálás téves megítéléshez vagy pontatlan elemzéshez vezethet. Ezért a képminőség biztosításához és a képfeldolgozó rendszerek teljesítményének javításához elengedhetetlen az objektív vignettálásának megértése és az annak csökkentésére vagy megszüntetésére irányuló intézkedések megtétele.

Hogyan alakul ki a vignettálás, és milyen típusokat tartalmaz?

Miért érdemes matricát vásárolni? Az objektív vignettálásának előfordulása különböző tényezőknek tulajdonítható, elsősorban maguknak az optikai elemeknek a kialakítása miatt. A fény külső eszközökkel történő akadályozása súlyosbíthatja ezt a jelenséget, és néha szándékosan kerül bevezetésre az utófeldolgozás során.

Az objektívvignettálás különböző okai a következők:

• Optikai vignettálás:Ez a típus az objektív fizikai korlátai miatt fordul elő, megakadályozva, hogy a tengelyen kívüli fény teljesen elérje a képérzékelő széleit, különösen nyilvánvaló a több lencsetaggal rendelkező összetett optikai rendszerekben.
• Természetes vignettálás:A cos4θ fall-off néven is ismert, ez a fényerő természetes csökkenése a fény szöge miatt a képsíkhoz képest, a koszinusz negyedik főtételét követve, ahol a fényerő gyorsan csökken, ahogy az optikai tengellyel szög növekszik.
• Fő sugárszög (CRA):A CRA fontos paraméter a lencsék és érzékelők kiválasztásakor, ami befolyásolja a fényerőt és a tisztaságot a kép szélein. A túlzott CRA árnyékokat okozhat a kép szélein, ami rontja a képminőséget.
• Mechanikus matrica:Akkor fordul elő, ha a fénysugarat mechanikusan blokkolja az objektívfoglalat, a szűrőgyűrűk vagy más tárgyak, ami mesterséges fényerőcsökkenést okoz a kép szélein. Ez gyakori, ha az objektív képköre kisebb, mint az érzékelő mérete.
• Utómunka:Néha művészi effektusok vagy a kép központi témájának kiemelése érdekében a fotósok szándékosan optikai matricát adnak hozzá az utófeldolgozás során.

Milyen módszerekkel javítható az objektív vignettálása?

Mint már említettük, az objektív vignettálása nemkívánatos optikai jelenség. Bár nem lehet teljesen elkerülni, a beágyazott látás hatékonyan korrigálható a következő intézkedésekkel:

• Egyező hitelminősítő intézeti értékek:Annak biztosítása, hogy az objektív CRA értéke kisebb, mint az érzékelő mikrolencséje, elengedhetetlen a képalkotás, a megvilágítás vagy a színproblémák kiküszöböléséhez. A gyártóknak ellenőrizniük kell az objektívek kialakítását, hogy azok megfeleljenek az érzékelők elrendezésének.
• A képjelfeldolgozó processzor (ISP) beállítása:Az internetszolgáltató jelentős szerepet játszik az érzékelő által rögzített képek feldolgozásában. Bizonyos eljárások, mint például az Imatest, tesztelhetik a képminőséget, és beállíthatják az internetszolgáltató bizonyos regisztereit az objektív árnyékolásának csökkentése érdekében.
• Az f-stop szám növelése:Az objektív f-stop számának növelésével (azaz a rekesznyílás csökkentésével) csökkenthető a természetes vignettálás vagy a cos4θ leesés hatása.
• Nagyobb gyújtótávolság használata:Alacsony f/# (gyújtótávolság és rekeszméret aránya), rövid gyújtótávolságú objektívek esetén, vagy amikor alacsony költséggel nagy felbontásra van szükség, a mechanikus kamera vignettálása kiküszöbölhető nagyobb gyújtótávolság használatával.
• Síkmezős korrekció:A nehéz lencse vinettintg korrekciójának általános módszere, amely magában foglalja a sík felület egyenletes megvilágítását, a sötét mező és a világos referenciakeretek rögzítését, majd a sík mező korrekciójának kiszámítását és alkalmazását.
• Szoftvereszközök használata:Különböző szoftvereszközök, például mikroszkópos képfűző eszközök és CamTool, használhatók a lencse árnyékolásának korrekciójához.
• Telecentrikus lencsék használata:A képtérben telecentrikusra tervezett objektívek korrigálhatják a kigurulást, mivel ez a telecentrikusság rendkívül egyenletes képsík-megvilágítást eredményez, kiküszöbölve a normál cos4θ esést a képsík megvilágításában az optikai tengelytől a mező sarkáig.

Reméljük, hogy ez a cikk hasznos volt az objektívek vignettálásának kezelésében. Természetesen, ha továbbra is kérdései vannak a lencse vignettálásának leküzdése beágyazott látásban, vagy ha integrálni szeretnébeágyazott kameramoduloktermékeibe, forduljon hozzánk bizalommal – Sinoseen, tapasztaltKínai kameramodul-gyártó.