Mi a sötét szög definíciója? Hogyan lehet javítani a beágyazott látási alkalmazásokban?

Az képfeldolgozó platformok gyors fejlődése forradalmi változást hozott a területen, megbízható és költséghatékony beépített látási megoldásokat kínálva számos piacson. Ezek a platformok növelik a képek minőségét technikák alkalmazásával, mint például a javítás, visszaállítás, kódolás és tömörítés, amelyek közé tartozik az érkelés korrektálása, a képek átméretezése (digitális nagyítás), a szélész detektálása és a szegmensenstikus algoritmusok értékelése. Ezekben az alkalmazásokban a CMOS képernyőérzékelők lettek a leggyakrabban használt típusú képernyőérzékelők, amelyek fényt kapcsolnak egy képponttömbbé, amely az alapja a további képfeldolgozásnak.

Azonban a megfelelő lencse kiválasztása a kamera modul integrálásához optimális képfelvevés és -feldolgozás érdekében kihívást jelent. Ez azt tartalmazza, hogy meghatározzuk a helyeslátóteret (FOV), rögzített fókusz vagy automatikus fókusz között válasszunk, és állítsuk be a működési távolságot. Emellett az optikai jelenségek, például a lencsévinyett és a fehér egyensúly problémái zavarhatják a képkiadaszt, ami hatással van a végső vizuális minőségre.

Ebben a cikkben részletesebben megvizsgáljuk a lencsévinyett fogalmát, elemezzük okait, és praktikus megoldásokat teszünk közzé az embeddelt kamera felhasználói számára ennek a képmínosségi problémának az elhárításához.

Mi az a lencsévinyett?

A lencsévinyett arra utal, hogy a fényerősség vagy a sátorozottság lassan csökken a kép közepétől a szélészekhez vagy sarokpontokig. Más néven árnyékolódás, fénycsorroság vagy fényerősség-árréte, amelyet tipikusan f-stopokban mérünk, és függ a lencse aperture méretétől és több tervezési paramétertől.

A fényállandó az általános fényerősség módosításával szabályozza a kép fényerősségét, amely meghatározza a lencs és a kamera érzékelője között áthaladó fény mennyiségét.

A szélényi sötétség nemcsak a kép vizuális minőségét befolyásolja, hanem bizonyos alkalmazásokban fontos vizuális információvesztést is okozhat. Például az ipari ellenőrzés vagy a médiai képfeldolgozás területén, ahol pontos szín- és fényerősség-konzisztencia szükséges, a szélényi sötétség hibás döntéseket vagy pontatlan elemzéseket eredményezhet. Ezért fontos megérteni és intézkedéseket fogadni a lencs szélényi sötétség csökkentése vagy eliminálása érdekében, hogy biztosítsuk a képek minőségét és növeljük a látási rendszerek teljesítményét.

Hogy hogyan keletkezik a szélényi sötétség, és milyen típusai vannak?

Miért jön létre a szélényi sötétség? A lencs szélényi sötétség jelensége több tényezőre vezethető vissza, elsősorban az optikai elemek sajátos tervezésére. A külső eszközökkel történő fényblokkolás ennél a jelenségnek erősítheti ki hatását, és néha szándékosan alkalmazzák a utófeldolgozás során.

A lencse-vignettázás különböző okai közé tartozik:

• Optikai vignettázás:Ez a típus a lencse fizikai korlátainak okozhatja, amelyek akkor merülnek fel, amikor az off-axis fény nem éri el teljesen a képérzékelő szélét, különösen nyilvánvaló több lencsekomponensből álló bonyolult optikai rendszerekben.
• Természetes vignettázás:Más néven cos4θ csökkenés, ez egy természetes fényerősség-csökkenés a fény szögének a képsíkhoz viszonyítva, amely a koszinuszi negyedik törvénynek következik, ahol a fényerősség gyorsan csökken, ahogy a szög az optikai tengelyreléshöz nő.
• Főtengely-szög (CRA):A CRA fontos paraméter a lencsek és érzékelők kiválasztásakor, mivel hatással van a kép szélén található világosságra és világosságra. Túl magas CRA árnyékokat okozhat a kép szélén, ami befolyásolja a képminőséget.
• Mechanikai vignettázás:Egy mechanikai zárolódás akkor fordul elő, amikor a fénycsomó a lencsék rögzítője, a szűrők gyűrűi vagy más objektumok által blokkolva vannak, ami mesterséges fényerősség csökkentést okoz a kép szélén. Ez általános, amikor a lencsék képkörének mérete kisebb, mint a szenzoré.
• Utófeldolgozás:Néha, művészeti effektek érdekében vagy hogy kiemeljék egy kép középponti tárgyát, a fotósok szándékosan adnak hozzá optikai sötétbélyegot a utófeldolgozás során.

Milyenek a lencs-sötétbélyeg korrektálási módszerei?

Ahogy már beszélgettük, a lencs-sötétbélyeg nem kívánt optikai jelenség. Bár nem lehet teljesen elkerülni, hatékonyan korrigálható az alábbi intézkedésekkel az integrált látáshoz.

• CRA értékek igazítása:Fontos biztosítani, hogy a lencsék CRA értéke kisebb legyen, mint a szenzor mikrolencsének, hogy elkerüljék a képezés fényerősségét vagy színes problémáit. A gyártóknak ellenőrizniük kell a lencs-terveket a szenzor elrendezésekhez való igazításhoz.
• Az Image Signal Processor (ISP) beállítása:Az ISP jelentős szerepet játszik a szenzor által kaptúrt képek feldolgozásában. Specifikus eljárások, mint például az Imatest, tesztelhetik a képminőséget és szabályozhatják az ISP bizonyos regisztereit a lencs-árnyékolás csökkentése érdekében.
• Az f-stop szám növelése:A lencs f-stop számának növelésével (azaz a nyílás csökkentésével) a természetes árnyékolás vagy a cos4θ esés hatása csökkenthető.
• Hosszabb fókusz távolság használata:Az alacsony f/# (a fókusz távolság és a nyílásméret arányának) esetén, rövid fókusz távolságú lencsekkel vagy akkor, amikor magas felbontásra van szükség alacsony költség mellett, a mechanikai kamera-árnyékolást hosszabb fókusz távolsággal lehet ellensúlyozni.
• Egyenletes mező-javítás:A nehéz lencs-árnyékolás javítására gyakran alkalmazott módszer, amely egyenletesen világított sík felületet kapcsol, és sötét mezőt és fényes referencia képkockákat rögzít, majd kiszámítja és alkalmazza az egyenletes mező-javítást.
• Szoftveres eszközök használata:Különféle szoftveres eszközök, például mikroszkóp kép összefűző eszközök és a CamTool, alkalmazhatók a lencs-árnyékolás javítására.
• Telecentrikus lencseket használva:Azok a lencsek, amelyek tervezés szerint telecentrikusak az kép térében, korrigálni tudják a hullámzást, mivel ez a telecentrikusság szuper egységes fényelosztást eredményez a képsíkon, kiküszöbölve a normális cos4θ csökkenést a fénytérkép fényelosztásában az optikai tengelytől a mező sarkáig.

Reméljük, hogy ez a cikk segítséget nyújtott a lencse-vignettázás megoldásában. Természetesen, ha még mindig vannak kérdéseid az embedded látórendszer lencse-vignettázásának enyhítéséről, vagy ha szeretnéd integrálnibeépített kamera modulokata termékeidbe, bátran fordulj hozzánk – a Sinoseen, egy tapasztaltkínai kamera-modul gyártó.