Apa definisi dari Sudut gelap? Bagaimana cara mengoreksi dalam aplikasi penglihatan tertanam?

Kemajuan pesat platform pemrosesan gambar telah merevolusi lapangan, menawarkan solusi visi tertanam yang andal dan hemat biaya di berbagai pasar. Platform ini meningkatkan kualitas gambar melalui teknik seperti peningkatan, pemulihan, pengkodean, dan kompresi, yang meliputi mengoreksi iluminasi, mengubah ukuran gambar (zoom digital), deteksi tepi, dan mengevaluasi algoritma segmentasi. Dalam aplikasi ini, sensor gambar CMOS telah menjadi jenis sensor gambar yang paling umum digunakan, menangkap cahaya untuk membentuk susunan piksel yang berfungsi sebagai dasar untuk pemrosesan gambar selanjutnya.

Namun, memilih lensa yang tepat untuk diintegrasikan dengan modul kamera untuk pengambilan dan pemrosesan gambar yang optimal adalah proses yang menantang. Ini melibatkan penentuan yang benarBidang pandang (FOV), memilih antara fokus tetap atau fokus otomatis, dan mengatur jarak kerja. Selain itu, fenomena optik seperti vinnieting lensa dan masalah white balance dapat mengganggu output gambar, yang memengaruhi kualitas visual akhir.

Pada artikel ini, kami akan mempelajari konsep vignetting lensa, menganalisis penyebabnya, dan memberikan solusi praktis untuk membantu pengguna kamera tertanam menghilangkan masalah kualitas gambar ini.

Apa itu vignetting lensa?

Vignetting lensa mengacu pada penurunan kecerahan atau saturasi secara bertahap dari tengah ke tepi atau sudut gambar. Juga dikenal sebagai bayangan, penurunan cahaya, atau bayangan pencahayaan, tingkat vinnieting biasanya diukur dalam f-stop dan tergantung pada ukuran aperture lensa dan berbagai parameter desain.

Aperture mengontrol kecerahan gambar dengan mengubah jumlah total cahaya yang mencapai sensor kamera melalui lensa.

Vignetting tidak hanya memengaruhi kualitas visual gambar tetapi juga dapat menyebabkan hilangnya informasi visual penting dalam aplikasi tertentu. Misalnya, dalam inspeksi industri atau pencitraan medis yang membutuhkan konsistensi warna dan kecerahan yang tepat, vignetting dapat mengakibatkan kesalahan penilaian atau analisis yang tidak akurat. Oleh karena itu, memahami dan mengambil langkah-langkah untuk mengurangi atau menghilangkan vignetting lensa sangat penting untuk memastikan kualitas gambar dan meningkatkan kinerja sistem penglihatan.

Bagaimana vignetting terbentuk, dan jenis apa yang disertakan?

Mengapa sketsa? Terjadinya vignetting lensa dapat dikaitkan dengan berbagai faktor, terutama karena desain elemen optik itu sendiri. Menghalangi cahaya dengan alat eksternal dapat memperburuk fenomena ini, dan terkadang sengaja diperkenalkan selama pasca-pemrosesan.

Berbagai penyebab vignetting lensa meliputi:

• Vignetting optik:Jenis ini terjadi karena keterbatasan fisik lensa, mencegah cahaya off-axis sepenuhnya mencapai tepi sensor gambar, terutama terlihat dalam sistem optik yang kompleks dengan beberapa elemen lensa.
• Vignetting alami:Juga dikenal sebagai penurunan cos4θ, ini adalah penurunan kecerahan alami karena sudut cahaya terhadap bidang gambar, mengikuti hukum keempat kosinus, di mana kecerahan turun dengan cepat saat sudut dengan sumbu optik meningkat.
• Kepala Sudut Sinar (CRA):CRA adalah parameter penting saat memilih lensa dan sensor, yang memengaruhi kecerahan dan kejernihan di tepi gambar. CRA yang berlebihan dapat menyebabkan bayangan di tepi gambar, yang memengaruhi kualitas gambar.
• Vignetting mekanis:Terjadi apabila berkas cahaya secara mekanis terhalang oleh dudukan lensa, cincin filter, atau objek lainnya, menyebabkan pengurangan kecerahan buatan di tepi gambar. Hal ini umum terjadi ketika lingkaran gambar lensa lebih kecil dari ukuran sensor.
• Pasca-pemrosesan:Terkadang, untuk efek artistik atau untuk menyoroti subjek utama gambar, fotografer sengaja menambahkan sketsa optik selama pasca-pemrosesan.

Apa saja metode untuk memperbaiki vignetting lensa?

Seperti yang telah dibahas, vignetting lensa adalah fenomena optik yang tidak diinginkan. Meskipun tidak dapat sepenuhnya dihindari, dapat secara efektif dikoreksi untuk penglihatan tertanam dengan langkah-langkah berikut:

• Cocok dengan nilai CRA:Memastikan nilai CRA lensa kurang dari mikrolensa sensor sangat penting untuk menghilangkan masalah pencahayaan pencitraan atau warna. Produsen harus memeriksa desain lensa agar sesuai dengan tata letak sensor.
• Menyesuaikan Prosesor Sinyal Gambar (ISP):ISP memainkan peran penting dalam memproses gambar yang ditangkap oleh sensor. Prosedur khusus, seperti Imatest, dapat menguji kualitas gambar dan menyesuaikan register tertentu di ISP untuk mengurangi bayangan lensa.
• Meningkatkan angka f-stop:Dengan meningkatkan angka f-stop lensa (yaitu, mengurangi aperture), dampak vignetting alami atau penurunan cos4θ dapat dikurangi.
• Menggunakan panjang fokus yang lebih panjang:Dalam kasus f/# rendah (rasio panjang fokus terhadap ukuran aperture), lensa panjang fokus pendek, atau ketika resolusi tinggi diperlukan dengan biaya rendah, vignetting kamera mekanis dapat dihilangkan dengan menggunakan panjang fokus yang lebih panjang.
• Koreksi lapangan datar:Metode umum untuk koreksi vinettintg lensa berat, ini melibatkan pencahayaan permukaan datar secara seragam dan menangkap medan gelap dan bingkai referensi cahaya, kemudian menghitung dan menerapkan koreksi medan datar.
• Menggunakan alat perangkat lunak:Berbagai alat perangkat lunak, seperti alat jahitan gambar mikroskop dan CamTool, dapat digunakan untuk koreksi bayangan lensa.
• Menggunakan lensa telesentris:Lensa yang dirancang untuk menjadi telesentris dalam ruang gambar dapat mengoreksi roll-off karena telesentrisitas ini menghasilkan iluminasi bidang gambar yang sangat seragam, menghilangkan penurunan cos4θ normal dalam iluminasi bidang gambar dari sumbu optik ke sudut bidang.

Kami harap artikel ini bermanfaat dalam mengatasi vignetting lensa. Tentu saja, jika Anda masih memiliki pertanyaan tentang mengatasi vignetting lensa dalam penglihatan tertanam atau jika Anda ingin mengintegrasikanmodul kamera tertanamke dalam produk Anda, jangan ragu untuk menghubungi kami—Sinoseen, yang berpengalamanProdusen modul kamera Cina.