Apa itu kalibrasi white balance? Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhinya?

Baik di dalam maupun di luar ruangan, saat matahari terbit atau terbenam, kondisi pencahayaan yang berbeda memiliki efek yang berbeda pada akurasi warna gambar. Automatic White Balance (AWB), fungsi utama dalam Image Signal Processor (ISP), memiliki tugas utama untuk mengembalikan warna sebenarnya dari pemandangan di bawah kondisi pencahayaan yang berubah. Mengatur AWB dengan benar penting untuk kualitas output modul kamera tertanam, yang memengaruhi sejumlah aspek seperti resolusi sensor, ukuran piksel, kondisi pencahayaan, dan pemilihan lensa. Tidak seperti mata manusia, yang secara otomatis beradaptasi dengan suhu warna yang berbeda untuk menyeimbangkan berbagai warna, lensa kamera perlu mensimulasikan proses ini melalui 'white balance' untuk memastikan gambar yang dihasilkan sealami mungkin.

 
Dalam aplikasi penglihatan tertanam, kemampuan reproduksi warna lensa tidak selalu sama dan diperlukan kalibrasi white balance otomatis yang tepat. Pada artikel ini, kita akan mempelajari konsep kunci kalibrasi white balance otomatis, menganalisis hubungan antara lensa dan white balance otomatis, dan menjelaskan dampak suhu warna pada output gambar.

 
Apa itu Kalibrasi Keseimbangan Putih Otomatis?

Automatic White Balance (AWB) adalah fitur yang harus dimiliki dalam kamera digital. Tugas intinya adalah menyesuaikan keseimbangan warna gambar secara otomatis dalam kondisi pencahayaan yang berbeda untuk memastikan bahwa warna putih dan warna netral lainnya mempertahankan warna aslinya dalam gambar. dengan mengkompensasi variasi suhu warna sumber cahaya, AWB memungkinkan kamera menangkap warna yang lebih dekat dengan apa yang dilihat mata manusia, dan mempertahankan warna yang alami dan konsisten, bahkan di bawah cahaya campuran atau kondisi pencahayaan ekstrem. Warna alami dan konsisten bahkan di bawah sumber cahaya campuran atau kondisi pencahayaan yang ekstrem.

 
Bagaimana cara kerja fungsi AWB?

Fungsi AWB bekerja berdasarkan identifikasi dan penyesuaian area warna putih atau netral dalam gambar. Ketikamodul kameramendeteksi area ini, menyesuaikan intensitas saluran RGB (merah, hijau, dan biru) untuk memastikan bahwa area ini menunjukkan warna netral pada gambar. Proses ini melibatkan algoritma kompleks yang menganalisis data gambar dan secara otomatis menghitung parameter koreksi warna yang diinginkan. Dalam beberapa sistem kamera canggih, algoritme AWB bahkan dapat mengenali dan beradaptasi dengan beberapa sumber cahaya, termasuk siang hari, lampu neon, lampu pijar, dll., untuk mencapai reproduksi warna yang lebih akurat.

Apa saja faktor relevan lainnya yang mempengaruhi implementasi AWB?

Untuk mengimplementasikan AWB, kamera perlu memahami bagaimana warna berubah pada suhu warna yang berbeda. Konsep suhu warna berasal dari warna cahaya yang dipancarkan oleh radiator benda hitam pada suhu yang berbeda, biasanya diukur dalam Kelvin, dengan nilai suhu warna yang berbeda sesuai dengan sumber cahaya dan atmosfer warna yang berbeda. Misalnya, suhu warna siang hari sekitar 5500 K, sedangkan suhu warna lampu pijar sekitar 2800 K. Tujuan AWB adalah untuk membuat objek putih yang ditangkap oleh kamera tampak sebagai putih sejati pada gambar pada suhu warna yang berbeda ini.

 
Selain itu, implementasi AWB tergantung pada algoritma prosesor sinyal gambar dan dipengaruhi oleh karakteristik lensa. Oleh karena itu, untuk mencapai hasil AWB terbaik, penting juga untuk memiliki kalibrasi sinergis antara lensa dan sensor kamera. Ini termasuk kombinasi faktor-faktor seperti bahan lensa, filter, Chief Ray Angle (CRA), dan lapisan anti-reflektif lensa.

 
Bagaimana lensa memengaruhi AWb?

Lensa tidak hanya merupakan komponen optik untuk pencitraan, tetapi juga faktor kunci dalam akurasi warna. Bahan, desain, dan lapisan lensa akan berdampak pada cahaya yang melewatinya, yang pada gilirannya mempengaruhi warna cahaya yang diterima oleh sensor kamera, dan pada akhirnya mempengaruhi efek koreksi algoritma AWB.

• Bahan lensa:Bahan lensa bisa berupa plastik atau kaca, bahan yang berbeda memiliki sifat pembiasan dan dispersi cahaya yang berbeda, yang akan mengubah distribusi panjang gelombang cahaya, sehingga mempengaruhi reproduksi warna. Misalnya, lensa plastik mungkin lebih mungkin menyebabkan penyimpangan kromatik daripada lensa kaca, yang memerlukan algoritma AWB untuk mengimbanginya.
• Filter Spektrum Warna:Filter yang digunakan dalam lensa menentukan panjang gelombang cahaya mana yang dapat melewati lensa ke sensor. Kualitas filter ini secara langsung memengaruhi keseimbangan warna, terutama dalam penyesuaian white balance otomatis.
• Kepala Sudut Sinar (CRA):CRA menggambarkan sudut di mana lensa menerima cahaya, untuk lensa sudut lebar, CRA sangat penting, karena memengaruhi distribusi cahaya di tepi gambar dan keseragaman warna. Algoritma AWB perlu memperhitungkan CRA untuk memastikan bahwa koreksi warna konsisten di seluruh rentang gambar.
• Lapisan Anti-Reflektif:Lapisan anti-reflektif pada lensa digunakan untuk meminimalkan pantulan lensa internal, meningkatkan transmisi cahaya, dan mengurangi flare dan ghosting. Kualitas pelapis ini secara langsung mempengaruhi jumlah dan kualitas cahaya yang diterima oleh sensor, dan dengan demikian kinerja AWB.

Untuk mencapai hasil AWB yang optimal, lensa perlu dikalibrasi secara tepat dengan sensor kamera dan ISP.

 
Bagaimana cara melakukan kalibrasi white balance dalam sistem penglihatan tertanam?

Kalibrasi Automatic White Balance (AWB) melibatkan penyempurnaan Image Signal Processor (ISP) kamera dan lensa yang bekerja dengannya untuk mengkompensasi variasi suhu warna dari sumber cahaya yang berbeda dan efek karakteristik lensa pada warna. Berikut ini adalah langkah-langkah terperinci dari proses kalibrasi AWB.

1. Pemilihan Suhu Warna dan Pengambilan Gambar:Langkah pertama adalah menangkap gambar uji pada serangkaian suhu warna yang telah ditentukan, yang biasanya mencakup siang hari, neon, pijar, dll. Langkah ini mensimulasikan suhu warna yang mungkin ditemui kamera. Langkah ini mensimulasikan berbagai lingkungan pencahayaan yang mungkin ditemui kamera dan menyediakan basis data untuk kalibrasi selanjutnya.
2. Aplikasi algoritma white balance:selanjutnya, algoritma AWB diterapkan pada gambar yang diambil. Tujuan dari algoritme ini adalah untuk mengidentifikasi area putih atau netral dalam gambar dan menyesuaikan penguatan saluran RGB sehingga area ini dibuat netral pada suhu warna yang berbeda.
3. Kompensasi untuk Karakteristik Lensa:Karena karakteristik bahan lensa, filter, dan lapisan anti-reflektif dapat memengaruhi reproduksi warna, faktor-faktor ini perlu dikompensasi. Ini biasanya melibatkan penyesuaian parameter dalam algoritma AWB untuk mengoreksi penyimpangan warna yang diinduksi lensa.
4. Penyetelan dan pengoptimalan:Selama proses kalibrasi, beberapa iterasi mungkin diperlukan untuk menyempurnakan parameter algoritma AWB. Ini termasuk menyesuaikan ambang batas suhu warna, mengoptimalkan kecepatan respons algoritma, dan memastikan konsistensi warna dalam kondisi pencahayaan yang berbeda.
5. Validasi dan pengujian:Terakhir, efektivitas kalibrasi AWB diverifikasi dengan menguji kamera dalam kondisi pencahayaan yang sebenarnya. Ini termasuk menangkap gambar di bawah sumber cahaya alami dan buatan dan mengevaluasi akurasi warna dan kualitas gambar secara keseluruhan.

Aplikasi apa yang memerlukan kalibrasi white balance otomatis?

Fotografi dalam ruangan

Dalam fotografi dalam ruangan, fotografer sering kali perlu bekerja dengan sumber cahaya campuran, seperti cahaya alami yang dicampur dengan cahaya buatan. peran AWB di sini adalah untuk memastikan bahwa warna kulit orang-orang dan warna pemandangan terkoordinasi secara alami. Dengan mengkalibrasi algoritma AWB secara akurat, fotografer dapat mengurangi beban kerja pasca-pengeditan dan langsung mendapatkan gambar dengan keseimbangan warna yang baik.

Kamera Mundur Mobil

Kamera mundur mobil beroperasi pada waktu yang berbeda dalam sehari dan dalam kondisi pencahayaan yang berbeda. Kalibrasi AWB meningkatkan kejernihan dan akurasi warna gambar saat mundur di malam hari atau pada hari berawan. Dengan mengoptimalkan AWB, pengemudi bisa mendapatkan pandangan belakang yang jelas dalam berbagai kondisi pencahayaan dan meningkatkan keselamatan.

Sinoseen membantu rekayasa visi tertanam untuk kalibrasi lensa dan kustomisasi modul kamera

Di Sinoseen, kami dapat membantu insinyur dan teknisi proyek visi tertanam memilih lensa yang tepat dan mencocokkan modul kamera yang tepat untuk memenuhi persyaratan aplikasi mereka. Selain itu, kami juga menyediakan berbagai layanan kustomisasi, termasuk namun tidak terbatas pada desain perumahan, desain on-board, dan sebagainya. Untuk informasi lebih lanjut tentang produk dan layanan Sinoseen,jangan ragu untuk menghubungi kami.

FAQ

1: Mengapa saya memerlukan kalibrasi AWB untuk lensa saya?

Karakteristik lensa seperti bahan, filter, dan lapisan anti-reflektif memengaruhi cahaya yang melewatinya dan oleh karena itu reproduksi warna. Kalibrasi AWB lensa dilakukan untuk mengkompensasi penyimpangan warna yang disebabkan oleh faktor-faktor ini dan untuk memastikan akurasi warna dan kealamian gambar.

 
2: Bagaimana suhu warna memengaruhi kualitas gambar?

Suhu warna menentukan warna sumber cahaya, dan suhu warna yang berbeda menghasilkan suasana warna yang berbeda. Suhu warna memengaruhi interpretasi kamera dan reproduksi warna. Misalnya, gambar di bawah sumber cahaya suhu warna rendah mungkin hangat, sedangkan gambar di bawah sumber cahaya suhu warna tinggi mungkin dingin. AWB mengkompensasi variasi ini dengan menyesuaikan pengaturan suhu warna kamera untuk memastikan akurasi warna pada gambar.