6 fattori che determinano le prestazioni di una fotocamera in condizioni di scarsa illuminazione | Come ottimizzare?

Come eseguire l'imaging in condizioni di scarsa illuminazione in aree con scarse condizioni di illuminazione? Questa è una delle principali sfide che affliggono le applicazioni di visione embedded. Ottenere buone prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione non è facile perché è influenzato dall'interazione di vari fattori. In passato, a causa della tecnologia limitata, le immagini catturate in ambienti con scarsa illuminazione non erano nitide e presentavano persino molto rumore e perdita di dettagli. Con lo sviluppo di sensori e tecnologie di visione integrate, l'imaging in condizioni di scarsa illuminazione offre ora buone soluzioni e può essere catturato anche di notte.

In questo articolo daremo un'occhiata ai fattori che influenzanoprestazioni in condizioni di scarsa illuminazionee le singole aree di applicazione in cui è coinvolto l'imaging in condizioni di scarsa illuminazione.

Che cos'è la prestazione in condizioni di scarsa illuminazione?

Prima di esaminare i fattori che influenzano le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione, dobbiamo capire quali sono le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione.
Le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione sono la capacità di una telecamera di fornire immagini nitide in ambienti con scarsa illuminazione, preservando i dettagli dell'immagine e riducendo al minimo il rumore dell'immagine. Queste prestazioni sono importanti per le applicazioni di visione che richiedono l'imaging notturno o in ambienti con scarsa illuminazione. Di seguito è riportato un confronto tra l'imaging con e senza dispositivi in condizioni di scarsa illuminazione.

Quali fattori influenzano le prestazioni di una fotocamera in condizioni di scarsa illuminazione?

Ci sono sei fattori principali che influenzano le prestazioni di una fotocamera in condizioni di scarsa illuminazione:

1. Rapporto segnale/rumore (SNR)
2. Apertura dell'obiettivo
3. Dimensione pixel
4. Sensibilità
5. Fattori ambientali
6. Algoritmi di elaborazione delle immagini

Diamo un'occhiata più da vicino alle specifiche di ciascun fattore di seguito.

Rapporto segnale/rumore (SNR)

Rapporto segnale/rumore (SNR)è una misura importante delle prestazioni della telecamera, che riflette il rapporto tra segnale e rumore in un'immagine. Un SNR elevato di solito significa che in condizioni di scarsa illuminazione c'è meno rumore e il modulo della fotocamera è in grado di fornire immagini più nitide. Una telecamera in condizioni di scarsa illuminazione è progettata per ottenere un SNR più elevato riducendo al minimo il rumore, migliorando così la qualità dell'immagine.

Apertura dell'obiettivo

La dimensione dell'apertura dell'obiettivo determina la quantità di luce che colpisce il sensore. Maggiore è l'apertura, maggiore è la luce che vi entra e migliore è per le riprese in condizioni di scarsa illuminazione. Ecco perché si consiglia un'apertura maggiore in condizioni di scarsa illuminazione. Tuttavia, una maggiore apertura può essere accompagnata da una ridotta profondità di campo, quindi per le applicazioni con variazioni di distanza, è necessaria un'attenta considerazione del design.

Dimensione pixel

I pixel sono le unità di base che compongono un'immagine e la dimensione dei pixel è la dimensione fisica di queste unità di pixel. Maggiore è la dimensione dei pixel, maggiore è la sua capacità di ricevere la luce. È in grado di catturare più dettagli e ridurre il rumore in condizioni di scarsa illuminazione. È importante notare che un aumento della dimensione dei pixel si tradurrà in un minor numero di pixel che possono essere ospitati dalmodulo telecamera in miniatura, con conseguente riduzione della risoluzione o aumento delle dimensioni del sensore.

Sensibilità

La sensibilità è un indicatore della capacità di un sensore di immagine di convertire la luce incidente in un segnale elettrico, in altre parole, la capacità della fotocamera di rispondere alla luce. Una fotocamera con un'elevata sensibilità è in grado di catturare più dettagli dell'immagine in condizioni di scarsa illuminazione. Questa è una delle caratteristiche essenziali di una fotocamera in condizioni di scarsa illuminazione.

Fattori ambientali

La luminosità complessiva dell'ambiente influisce sulla capacità della fotocamera di acquisire immagini utilizzabili. La temperatura del colore della luce disponibile influisce sul bilanciamento del bianco e sulle capacità di riproduzione del colore della fotocamera. Allo stesso tempo, temperature più elevate aumentano il rumore e riducono le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione, quindi le telecamere in condizioni di scarsa illuminazione richiedono una soluzione di gestione termica adeguata.

Algoritmi di elaborazione delle immagini

Gli algoritmi di riduzione del rumore del modulo fotocamera sono efficaci nel rimuovere la grana indesiderata dalle immagini e preservare i dettagli dell'immagine in condizioni di scarsa illuminazione. L'HDR cattura una gamma più ampia di toni e previene il clipping delle luci e la compressione delle ombre.

Questi fattori sono correlati e lavorano insieme per influenzare l'efficacia della fotocamera in condizioni di scarsa illuminazione. Ad esempio, le telecamere con pixel di grandi dimensioni e un elevato rapporto segnale/rumore forniscono un'emissione di immagini di alta qualità in condizioni di scarsa illuminazione. Nel frattempo, l'ottimizzazione dell'apertura dell'obiettivo, della sensibilità e degli algoritmi di elaborazione delle immagini può migliorare ulteriormente le prestazioni della fotocamera in condizioni di scarsa illuminazione.

Come ottimizzare le prestazioni della fotocamera in condizioni di scarsa illuminazione?

Ora che abbiamo compreso i fattori rilevanti che influenzano le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione della fotocamera di cui sopra, possiamo eseguire un'ottimizzazione mirata per garantire che la fotocamera in condizioni di scarsa illuminazione riproduca le massime prestazioni. Di seguito è riportata una breve introduzione ad alcune opzioni di ottimizzazione:
Ottimizzazione dell'obiettivo:Scegli un obiettivo con un'apertura massima maggiore e aggiungi la stabilizzazione ottica per massimizzare la capacità di focalizzare la luce.
Algoritmi di elaborazione delle immagini ottimizzati:Migliora la qualità dell'immagine in ambienti con scarsa illuminazione utilizzando la riduzione avanzata del rumore, l'ottimizzazione della gamma dinamica e altre tecniche di ottimizzazione dell'immagine.
Considerazioni ambientali:Valutare attentamente le condizioni, la temperatura del colore e la temperatura dell'illuminazione ambientale per garantire prestazioni ottimali della fotocamera.

Applicazione di moduli telecamera in condizioni di scarsa illuminazione nella moderna visione integrata

Le telecamere in condizioni di scarsa illuminazione sono ora ampiamente utilizzate in una varietà di applicazioni di visione integrate. Qui diamo una breve occhiata ad alcune delle applicazioni più comuni e popolari basate sulle prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione delle fotocamere.

Monitoraggio intelligente dei trasporti:I sistemi di trasporto intelligenti devono utilizzare moduli di telecamere in condizioni di scarsa illuminazione per identificare le targhe e monitorare il traffico di notte o in aree con scarsa illuminazione, come i tunnel con luce insufficiente. Sebbene non tutti i sistemi di trasporto intelligenti richiedano telecamere in condizioni di scarsa illuminazione, è comunque consigliato.

Ispezione industriale:Nell'industria manifatturiera, le telecamere in condizioni di scarsa illuminazione possono essere utilizzate per l'ispezione automatizzata della qualità per garantire elevati standard di prodotto anche in ambienti di lavoro scarsamente illuminati. I prodotti del modulo telecamera per la visione notturna di SinoSeen sono in grado di fornire immagini di alta qualità mantenendo il massimo delle prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione.

Fuchi:I droni sono un'applicazione popolare oggi e, montando un modulo fotocamera ad alte prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione su un drone, è possibile eseguire fotografie aeree notturne o altre attività di sorveglianza.

Soluzioni in condizioni di scarsa illuminazione di SInoseen

SInoseen offre un'ampia gamma di moduli telecamera in condizioni di scarsa illuminazione. Con quindici anni di esperienza nella visione integrata e un team di ingegneri specializzati, siamo in grado di fornire la soluzione di modulo telecamera in condizioni di scarsa illuminazione più appropriata per le vostre esigenze. Certo, abbiamo anche alcuni casi di riferimento, se sei interessato, puoi andare a visionare. Allo stesso tempo, possiamo anchePersonalizza la soluzionein base alle tue esigenze per assicurarti che soddisfi al massimo le tue aspettative.