6 Faktor yang Menentukan Kinerja Kamera di Kondisi Cahaya Rendah | Bagaimana Cara Mengoptimalkannya?

Bagaimana cara melakukan pencitraan cahaya redup di area dengan kondisi pencahayaan yang buruk? Ini adalah tantangan utama yang telah mengganggu aplikasi embedded vision. Mencapai kinerja cahaya redup yang baik tidaklah mudah karena dipengaruhi oleh interaksi berbagai faktor. Di masa lalu, karena keterbatasan teknologi, gambar yang diambil di lingkungan cahaya redup tidak jelas dan bahkan memiliki banyak noise dan kehilangan detail. Dengan pengembangan sensor dan teknologi embedded vision, pencitraan cahaya redup kini memiliki solusi yang baik dan bahkan dapat diambil di malam hari.

Dalam artikel ini kita akan melihat faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja dalam kondisi cahaya rendah dan area aplikasi individual yang melibatkan pencitraan cahaya rendah.

Apa itu kinerja cahaya rendah?

Sebelum kita melihat faktor-faktor yang memengaruhi kinerja cahaya rendah, kita perlu memahami apa itu kinerja cahaya rendah.
Performa cahaya rendah adalah kemampuan kamera untuk menghasilkan gambar yang jernih di lingkungan cahaya rendah dengan mempertahankan detail gambar sekaligus meminimalkan noise gambar. Performa ini penting untuk aplikasi penglihatan yang memerlukan pencitraan di malam hari atau di lingkungan cahaya rendah. Berikut ini adalah perbandingan pencitraan dengan dan tanpa perangkat yang mampu bekerja dalam cahaya rendah.

Faktor apa saja yang memengaruhi performa kamera dalam cahaya redup?

Ada enam faktor utama yang memengaruhi kinerja kamera dalam cahaya rendah:

1. Rasio Sinyal terhadap Derau (SNR)
2. Bukaan Lensa
3. Ukuran Piksel
4. Sensitivitas
5. Faktor Lingkungan
6. Algoritma Pemrosesan Gambar

Mari kita lihat lebih dekat rincian spesifik masing-masing faktor di bawah ini.

Rasio Sinyal terhadap Derau (SNR)

Rasio Sinyal terhadap Derau (SNR) adalah ukuran penting kinerja kamera, yang mencerminkan rasio sinyal terhadap noise dalam suatu gambar. SNR yang tinggi biasanya berarti bahwa dalam kondisi cahaya redup, terdapat lebih sedikit noise dan modul kamera mampu menghasilkan gambar yang lebih tajam. Kamera cahaya redup dirancang untuk mencapai SNR yang lebih tinggi dengan meminimalkan noise, sehingga meningkatkan kualitas gambar.

Bukaan Lensa

Ukuran bukaan lensa menentukan jumlah cahaya yang mengenai sensor. Semakin besar bukaan, semakin banyak cahaya yang masuk ke dalamnya, dan semakin baik untuk memotret dalam kondisi cahaya redup. Itulah sebabnya bukaan yang lebih besar direkomendasikan dalam kondisi cahaya redup. Namun, bukaan yang lebih besar dapat disertai dengan kedalaman bidang yang berkurang, jadi untuk aplikasi dengan variasi jarak, diperlukan pertimbangan desain yang cermat.

Ukuran Piksel

Piksel adalah unit dasar yang menyusun gambar, dan ukuran piksel adalah dimensi fisik unit piksel tersebut. Semakin besar ukuran piksel, semakin besar pula kemampuannya untuk menerima cahaya. Ia mampu menangkap lebih banyak detail dan mengurangi noise dalam kondisi cahaya redup. Penting untuk dicatat bahwa peningkatan ukuran piksel akan mengakibatkan lebih sedikit piksel yang dapat ditampung oleh modul kamera mini , yang menyebabkan penurunan resolusi atau peningkatan ukuran sensor.

Sensitivitas

Sensitivitas merupakan indikator kemampuan sensor gambar untuk mengubah cahaya yang masuk menjadi sinyal listrik, dengan kata lain, seberapa baik kamera merespons cahaya. Kamera dengan sensitivitas tinggi mampu menangkap lebih banyak detail gambar dalam kondisi cahaya redup. Ini merupakan salah satu fitur penting dari kamera dengan cahaya redup.

Faktor Lingkungan

Kecerahan lingkungan secara keseluruhan memengaruhi kemampuan kamera untuk mengambil gambar yang dapat digunakan. Suhu warna cahaya yang tersedia memengaruhi keseimbangan putih dan kemampuan reproduksi warna kamera. Pada saat yang sama, suhu yang lebih tinggi meningkatkan noise dan mengurangi kinerja dalam cahaya redup, sehingga kamera dalam cahaya redup memerlukan solusi manajemen termal yang sesuai.

Algoritma Pemrosesan Gambar

Algoritma pengurangan noise pada modul kamera efektif dalam menghilangkan butiran yang tidak diinginkan dari gambar dan mempertahankan detail gambar dalam cahaya redup. HDR menangkap rentang warna yang lebih luas dan mencegah sorotan terpotong dan bayangan terkompresi.

Faktor-faktor ini saling terkait dan bekerja sama untuk memengaruhi efektivitas kamera dalam kondisi cahaya redup. Misalnya, kamera dengan ukuran piksel besar dan rasio signal-to-noise tinggi menghasilkan output gambar berkualitas tinggi dalam kondisi cahaya redup. Sementara itu, pengoptimalan aperture lensa, sensitivitas, dan algoritma pemrosesan gambar dapat lebih meningkatkan kinerja kamera dalam kondisi cahaya redup.

Bagaimana Mengoptimalkan Kinerja Kamera dalam Cahaya Rendah?

Setelah kita memahami faktor-faktor relevan yang memengaruhi kinerja kamera dalam kondisi cahaya rendah di atas, kita dapat melakukan pengoptimalan yang ditargetkan untuk memastikan bahwa kamera dalam kondisi cahaya rendah dapat memainkan kinerja yang maksimal. Berikut ini adalah pengantar singkat untuk beberapa opsi pengoptimalan:
Optimasi lensa: pilih lensa dengan aperture maksimum yang lebih besar dan tambahkan stabilisasi optik untuk memaksimalkan kemampuan memfokuskan cahaya.
Algoritma pemrosesan gambar yang dioptimalkan: Tingkatkan kualitas gambar di lingkungan dengan cahaya redup menggunakan pengurangan noise tingkat lanjut, pengoptimalan rentang dinamis, dan teknik pengoptimalan gambar lainnya.
Pertimbangan Lingkungan: Evaluasi dengan cermat kondisi, suhu warna, dan suhu pencahayaan sekitar untuk memastikan kinerja kamera yang optimal.

Penerapan Modul Kamera Cahaya Rendah dalam Visi Tertanam Modern

Kamera dengan pencahayaan rendah kini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi embedded vision. Berikut ini kami akan mengulas beberapa aplikasi yang lebih umum dan populer berdasarkan kinerja kamera dalam pencahayaan rendah.

Pemantauan transportasi cerdas: Sistem transportasi cerdas perlu menggunakan modul kamera dengan pencahayaan redup untuk mengidentifikasi pelat nomor dan memantau lalu lintas di malam hari atau di area dengan pencahayaan redup seperti terowongan dengan pencahayaan yang tidak memadai. Meskipun tidak semua sistem transportasi cerdas memerlukan kamera dengan pencahayaan redup, hal ini tetap direkomendasikan.

Pemeriksaan Industri: Dalam industri manufaktur, kamera cahaya redup dapat digunakan untuk pemeriksaan kualitas otomatis guna memastikan standar produk yang tinggi bahkan di lingkungan kerja yang pencahayaannya buruk. Produk modul kamera penglihatan malam sinoseen mampu memberikan pencitraan berkualitas tinggi sambil mempertahankan kinerja terbaik dalam cahaya redup.

Pesawat tanpa awak: Drone merupakan aplikasi yang populer saat ini, dan dengan memasang modul kamera cahaya rendah berkinerja tinggi pada drone, maka memungkinkan untuk melakukan fotografi udara di malam hari atau tugas pengawasan lainnya.

Solusi cahaya rendah dari SInoseen

Di SInoseen, kami menawarkan berbagai macam modul kamera cahaya rendah. Dengan pengalaman lima belas tahun dalam bidang embedded vision dan tim teknisi yang ahli, kami dapat memberikan solusi modul kamera cahaya rendah yang paling sesuai untuk kebutuhan Anda. Tentu saja, kami juga memiliki beberapa kasus referensi, jika Anda tertarik, Anda dapat melihatnya. Pada saat yang sama, kami juga dapat menyesuaikan solusinya sesuai dengan kebutuhan Anda untuk memastikan bahwa harapan Anda terpuaskan sepenuhnya.