Mit jelent a fehéregyensúly kalibrálása? Mik a befolyásoló tényezők?

Akár beltéren, akár szabadban, napkeltekor vagy napnyugtakor a különböző fényviszonyok eltérő hatással vannak a képek színpontosságára. Az automatikus fehéregyensúly (AWB), a képjelfeldolgozó processzor (ISP) kulcsfontosságú funkciója, fő feladata a jelenet valódi színeinek helyreállítása változó fényviszonyok között. Az AWB helyes beállítása fontos a beágyazott kameramodul kimeneti minősége szempontjából, amely számos szempontot befolyásol, például az érzékelő felbontását, a pixelméretet, a fényviszonyokat és az objektív kiválasztását. Az emberi szemtől eltérően, amely automatikusan alkalmazkodik a különböző színhőmérsékletekhez, hogy kiegyensúlyozza a különböző színeket, a fényképezőgép lencséinek ezt a folyamatot "fehéregyensúlyon" keresztül kell szimulálniuk, hogy a kimeneti kép a lehető legtermészetesebb legyen.

 
A beágyazott látási alkalmazásokban a lencsék színvisszaadási képessége nem mindig azonos, és megfelelő automatikus fehéregyensúly-kalibrálásra van szükség. Ebben a cikkben elmélyülünk az automatikus fehéregyensúly-kalibrálás kulcsfogalmaiban, elemezzük az objektívek és az automatikus fehéregyensúly közötti kapcsolatot, és elmagyarázzuk a színhőmérséklet hatását a képkimenetre.

 
Mi az automatikus fehéregyensúly-kalibrálás?

Az automatikus fehéregyensúly (AWB) a digitális fényképezőgépek kötelező funkciója. Alapvető feladata, hogy automatikusan beállítsa a kép színegyensúlyát különböző fényviszonyok között annak biztosítása érdekében, hogy a fehérek és más semleges színek megőrizzék valódi színeiket a képen. A fényforrás színhőmérsékletének változásainak kompenzálásával az AWB lehetővé teszi a kamera számára, hogy az emberi szem által látottakhoz közelebb álló színeket rögzítsen, és megőrizze a természetes és egyenletes színeket, még vegyes fényviszonyok vagy szélsőséges fényviszonyok között is. természetes és egyenletes színek kevert fényforrások vagy szélsőséges fényviszonyok mellett is.

 
Hogyan működik az AWB funkció?

Az AWB függvény a kép fehér vagy semleges színterületeinek azonosítása és beállítása alapján működik. Amikor akamera modulészleli ezeket a területeket, és beállítja az RGB (vörös, zöld és kék) csatornák intenzitását annak biztosítása érdekében, hogy ezek a területek semleges színeket jelenítsenek meg a képen. Ez a folyamat összetett algoritmusokat foglal magában, amelyek elemzik a képadatokat és automatikusan kiszámítják a kívánt színkorrekciós paramétereket. Néhány fejlett kamerarendszerben az AWB algoritmusok még több fényforrást is képesek felismerni és alkalmazkodni, beleértve a napfényt, fénycsöveket, izzólámpákat stb., A pontosabb színvisszaadás elérése érdekében.

Milyen egyéb releváns tényezők befolyásolják az AWB megvalósítását?

Az AWB megvalósításához a kamerának meg kell értenie, hogyan változik a szín különböző színhőmérsékleteken. A színhőmérséklet fogalma a feketetestű radiátorok által különböző hőmérsékleteken kibocsátott fény színéből származik, általában Kelvinben mérve, különböző fényforrásoknak és színlégköröknek megfelelő különböző színhőmérsékleti értékekkel. Például a nappali fény színhőmérséklete 5500 K körül van, míg az izzólámpák színhőmérséklete 2800 K körül van. Az AWB célja, hogy a kamera által rögzített fehér tárgyak valódi fehérként jelenjenek meg a képen ezeken a különböző színhőmérsékleteken.

 
Ezen túlmenően az AWB megvalósítása a képjelfeldolgozó processzor algoritmusaitól függ, és befolyásolja az objektív jellemzői. Ezért a legjobb AWB eredmények elérése érdekében rendkívül fontos a szinergikus kalibrálás az objektív és a kamera érzékelője között. Ez olyan tényezők kombinációját foglalja magában, mint a lencse anyaga, a szűrők, a fő sugárszög (CRA) és a lencse tükröződésmentes bevonata.

 
Hogyan befolyásolja a lencse az AWb-t?

A lencse nemcsak optikai komponens a képalkotáshoz, hanem a színpontosság kulcsfontosságú tényezője is. A lencse anyaga, kialakítása és bevonata hatással lesz a rajta áthaladó fényre, ami viszont befolyásolja a kamera érzékelője által kapott fény színét, és végső soron befolyásolja az AWB algoritmus korrekciós hatását.

• Lencse anyaga:A lencse anyaga lehet műanyag vagy üveg, a különböző anyagok különböző fénytörési és diszperziós tulajdonságokkal rendelkeznek, ami megváltoztatja a fény hullámhossz-eloszlását, ezáltal befolyásolja a szín reprodukcióját. Például a műanyag lencsék nagyobb valószínűséggel okozhatnak kromatikus aberrációt, mint az üveglencsék, amelyek kompenzálásához AWB algoritmusokra van szükség.
• Színspektrum szűrők:A lencsében használt szűrők határozzák meg, hogy a fény mely hullámhossza haladhat át a lencsén az érzékelőhöz. Ezeknek a szűrőknek a minősége közvetlenül befolyásolja a színegyensúlyt, különösen az automatikus fehéregyensúly-beállításnál.
• Fő sugárzási szög (CRA):A CRA leírja azt a szöget, amelyben a lencse fényt kap, a nagylátószögű objektívek esetében a CRA különösen fontos, mert befolyásolja a fény eloszlását a kép szélein és a szín egyenletességét. Az AWB algoritmusoknak figyelembe kell venniük a CRA-t annak biztosítása érdekében, hogy a színkorrekció konzisztens legyen a képek teljes tartományában.
• Tükröződésmentes bevonatok:A lencsék tükröződésmentes bevonatai minimalizálják a belső lencsevisszaverődéseket, javítják a fényáteresztést, valamint csökkentik a becsillanást és a szellemképet. Ezeknek a bevonatoknak a minősége közvetlenül befolyásolja az érzékelő által kapott fény mennyiségét és minőségét, és ezáltal az AWB teljesítményét.

Az optimális AWB eredmények eléréséhez az objektívet pontosan kalibrálni kell a kamera érzékelőjével és az ISP-vel.

 
Hogyan végezzük el a fehéregyensúly kalibrálását egy beágyazott képfeldolgozó rendszerben?

Az automatikus fehéregyensúly (AWB) kalibrálás magában foglalja a fényképezőgép képjelfeldolgozó processzorának (ISP) és a vele együttműködő objektíveknek a finomhangolását, hogy kompenzálja a különböző fényforrások színhőmérséklet-változásait és az objektív jellemzőinek a színre gyakorolt hatását. Az alábbiakban bemutatjuk az AWB kalibrálási folyamat részletes lépéseit.

1. Színhőmérséklet kiválasztása és képrögzítés:Az első lépés egy tesztkép készítése előre meghatározott színhőmérsékletek sorozatán, amelyek jellemzően magukban foglalják a napfényt, a fluoreszkáló, izzólámpát stb. Ez a lépés szimulálja azt a színhőmérsékletet, amellyel a fényképezőgép találkozhat. Ez a lépés szimulálja a különböző megvilágítási környezeteket, amelyekkel a kamera találkozhat, és adatbázist biztosít a későbbi kalibráláshoz.
2. Fehéregyensúly algoritmus alkalmazás:ezután az AWB algoritmust alkalmazzák a rögzített képekre. Az algoritmus célja a kép fehér vagy semleges területeinek azonosítása és az RGB csatornák erősítésének beállítása úgy, hogy ezek a területek semlegesek legyenek különböző színhőmérsékleteken.
3. A lencse jellemzőinek kompenzálása:Mivel a lencse anyagának, szűrőinek és fényvisszaverő bevonatainak jellemzői befolyásolhatják a színvisszaadást, ezeket a tényezőket kompenzálni kell. Ez általában magában foglalja az AWB algoritmus paramétereinek beállítását az objektív által kiváltott színeltérések korrigálása érdekében.
4. Finomhangolás és optimalizálás:A kalibrálási folyamat során több iterációra lehet szükség az AWB algoritmus paramétereinek finomhangolásához. Ez magában foglalja a színhőmérsékleti küszöbértékek beállítását, az algoritmus válaszsebességének optimalizálását és a színkonzisztencia biztosítását különböző fényviszonyok között.
5. Validálás és tesztelés:Végül az AWB kalibrálás hatékonyságát a kamera tényleges fényviszonyok közötti tesztelésével ellenőrzik. Ez magában foglalja a képek természetes és mesterséges fényforrások melletti rögzítését, valamint a színpontosság és az általános képminőség értékelését.

Milyen alkalmazásokhoz szükséges az automatikus fehéregyensúly-kalibrálás?

Beltéri fotózás

A beltéri fotózás során a fotósoknak gyakran vegyes fényforrásokkal kell dolgozniuk, például mesterséges fénnyel kevert természetes fénnyel. az AWB szerepe itt annak biztosítása, hogy az emberek bőrtónusai és a jelenet színei természetesen összehangoltak legyenek. Az AWB algoritmus pontos kalibrálásával a fotós csökkentheti az utószerkesztés munkaterhelését, és közvetlenül jó színegyensúlyú képeket kaphat.

Autó tolatókamera

Az autó tolatókamerái különböző napszakokban és különböző fényviszonyok között működnek. Az AWB kalibrálás javítja a képek tisztaságát és színpontosságát éjszakai vagy felhős napokon történő tolatáskor. Az AWB optimalizálásával a járművezetők különböző fényviszonyok között tiszta képet kaphatnak a hátsó kilátásról, és javíthatják a biztonságot.

A Sinoseen segíti a beágyazott látástervezést az objektív kalibrálásához és a kameramodul testreszabásához

A Sinoseennél segíthetünk a beágyazott képalkotó projektmérnököknek és technikusoknak kiválasztani a megfelelő lencsét és a megfelelő kameramodult, hogy megfeleljenek az alkalmazási követelményeknek. Ezenkívül különféle testreszabási szolgáltatásokat is nyújtunk, beleértve, de nem kizárólagosan a ház tervezését, a fedélzeti tervezést és így tovább. További információ a Sinoseen termékeiről és szolgáltatásairól:Kérjük, forduljon hozzánk bizalommal.

GYIK

1: Miért van szükségem AWB kalibrálásra az objektívemhez?

A lencse jellemzői, például az anyag, a szűrők és a tükröződésgátló bevonatok befolyásolják a rajta áthaladó fényt, és ezáltal a színvisszaadást. A lencsék AWB kalibrálása az ezen tényezők által okozott színeltérések kompenzálása, valamint a képek színpontosságának és természetességének biztosítása érdekében történik.

 
2: Hogyan befolyásolja a színhőmérséklet a képminőséget?

A színhőmérséklet határozza meg a fényforrás színét, és a különböző színhőmérsékletek eltérő színatmoszférát eredményeznek. A színhőmérséklet befolyásolja a fényképezőgép színértelmezését és reprodukcióját. Előfordulhat például, hogy egy alacsony színhőmérsékletű fényforrás alatt lévő kép meleg, míg egy magas színhőmérsékletű fényforrás alatt lévő kép hideg lehet. Az AWB kompenzálja ezeket a különbségeket a fényképezőgép színhőmérséklet-beállításainak módosításával a kép színpontosságának biztosítása érdekében.