Apa itu kalibrasi Balance Putih? Apa saja faktor-faktor yang memengaruhi?

Baik di dalam maupun di luar ruangan, saat matahari terbit atau terbenam, kondisi pencahayaan yang berbeda memiliki efek yang berbeda pada akurasi warna gambar. Keseimbangan Putih Otomatis (AWB), fungsi utama dalam Prosesor Sinyal Gambar (ISP), memiliki tugas utama untuk memulihkan warna sebenarnya dari suatu pemandangan dalam kondisi pencahayaan yang berubah. Menetapkan AWB dengan benar penting untuk kualitas keluaran 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 'keseimbangan putih' untuk memastikan gambar keluaran sealami mungkin.

 
Dalam aplikasi embedded vision, kemampuan reproduksi warna lensa tidak selalu sama dan diperlukan kalibrasi white balance otomatis yang tepat. Dalam artikel ini, kita akan membahas konsep utama kalibrasi white balance otomatis, menganalisis hubungan antara lensa dan white balance otomatis, dan menjelaskan dampak suhu warna pada hasil gambar.

 
Apa itu Kalibrasi Keseimbangan Putih Otomatis?

Keseimbangan Putih Otomatis (AWB) merupakan fitur yang wajib dimiliki kamera digital. Tugas utamanya adalah menyesuaikan keseimbangan warna gambar secara otomatis dalam berbagai kondisi pencahayaan untuk memastikan bahwa warna putih dan warna netral lainnya mempertahankan warna aslinya dalam gambar. Dengan mengompensasi variasi suhu warna sumber cahaya, AWB memungkinkan kamera menangkap warna yang lebih dekat dengan apa yang dilihat mata manusia, dan mempertahankan warna alami dan konsisten, bahkan dalam kondisi cahaya campuran atau pencahayaan ekstrem. warna alami dan konsisten bahkan dalam kondisi cahaya campuran atau pencahayaan ekstrem.

 
Bagaimana cara kerja fungsi AWB?

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

Apa faktor relevan lainnya yang memengaruhi penerapan AWB?

Untuk menerapkan 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 membuat objek putih yang ditangkap oleh kamera tampak seperti putih sebenarnya dalam gambar pada suhu warna yang berbeda ini.

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

 
Bagaimana lensa memengaruhi AWb?

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

• Bahan lensa: Bahan lensa bisa berupa plastik atau kaca, bahan yang berbeda memiliki sifat refraksi dan dispersi cahaya yang berbeda, yang akan mengubah distribusi panjang gelombang cahaya, sehingga memengaruhi reproduksi warna. Misalnya, lensa plastik mungkin lebih cenderung menyebabkan aberasi kromatik daripada lensa kaca, yang memerlukan algoritma AWB untuk mengimbanginya.
• Filter Spektrum Warna: Filter yang digunakan pada 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.
• Sudut Sinar Kepala (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. Algoritme AWB perlu memperhitungkan CRA untuk memastikan bahwa koreksi warna konsisten di seluruh rentang gambar.
• Pelapis Anti-Reflektif: Pelapis anti-reflektif pada lensa digunakan untuk meminimalkan pantulan internal lensa, meningkatkan transmisi cahaya, dan mengurangi silau dan bayangan. Kualitas pelapis ini secara langsung memengaruhi 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 keseimbangan putih dalam sistem penglihatan tertanam?

Kalibrasi Keseimbangan Putih Otomatis (AWB) melibatkan penyempurnaan Image Signal Processor (ISP) kamera dan lensa yang bekerja dengannya untuk mengompensasi variasi suhu warna dari berbagai sumber cahaya 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 mengambil gambar uji pada serangkaian suhu warna yang telah ditentukan sebelumnya, yang biasanya mencakup cahaya siang, fluoresens, pijar, dll. Langkah ini mensimulasikan suhu warna yang mungkin dialami kamera. Langkah ini mensimulasikan berbagai lingkungan pencahayaan yang mungkin dialami kamera dan menyediakan basis data untuk kalibrasi selanjutnya.
2. Aplikasi algoritma white balance: Selanjutnya, algoritma AWB diterapkan pada gambar yang diambil. Tujuan dari algoritma ini adalah untuk mengidentifikasi area putih atau netral pada gambar dan menyesuaikan penguatan saluran RGB sehingga area ini ditampilkan 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. Hal ini biasanya melibatkan penyesuaian parameter dalam algoritma AWB untuk mengoreksi deviasi warna yang disebabkan oleh 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 berbagai kondisi pencahayaan.
5. Validasi dan pengujian: Terakhir, efektivitas kalibrasi AWB diverifikasi dengan menguji kamera dalam kondisi pencahayaan yang sebenarnya. Ini termasuk mengambil gambar di bawah sumber cahaya alami dan buatan serta 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 memastikan bahwa warna kulit orang dan warna pemandangan terkoordinasi secara alami. Dengan mengkalibrasi algoritma AWB secara akurat, fotografer dapat mengurangi beban kerja pasca-editing dan langsung memperoleh 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 dapat memperoleh 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 teknisi dan teknisi proyek embedded vision 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 housing, 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 karenanya reproduksi warna. Kalibrasi lensa AWB dilakukan untuk mengompensasi deviasi warna yang disebabkan oleh faktor-faktor ini dan untuk memastikan akurasi warna dan kealamian gambar.

 
2: Bagaimana suhu warna memengaruhi kualitas gambar?

Temperatur warna menentukan warna sumber cahaya, dan temperatur warna yang berbeda menghasilkan atmosfer warna yang berbeda. Temperatur warna memengaruhi interpretasi dan reproduksi warna oleh kamera. Misalnya, gambar di bawah sumber cahaya temperatur warna rendah mungkin hangat, sedangkan gambar di bawah sumber cahaya temperatur warna tinggi mungkin dingin. AWB mengompensasi variasi ini dengan menyesuaikan pengaturan temperatur warna kamera untuk memastikan akurasi warna pada gambar.