Moduli telecamera monocromatici o a colori: perché i moduli telecamera monocromatici sono migliori nella visione integrata?

Uno dei criteri importanti che utilizziamo quando scegliamo una telecamera per la visione embeddable è il tipo di cromatura. Esistono due tipi comuni di camere cromatiche: camere in bianco e nero e camere a colori. Usiamo comunemente le camere a colori per registrare immagini colorate nella nostra vita quotidiana. Tuttavia, questo non significa necessariamente che le camere a colori siano superiori a quelle in bianco e nero.

Le camere monocromatiche si specializzano nel catturare immagini in scala di grigi, mentre le camere a colori catturano immagini a colori completi. Per alcune applicazioni di visione embeddable,camere monocromatiche in bianco e nerorappresentano una soluzione più pratica ed efficace poiché sono in grado di catturare immagini più dettagliate in ambienti con poca luce. Prendiamo un'occhiata più da vicino alle camere a colori e monocromatiche per vedere le differenze e perché è meglio usare camere monocromatiche rispetto a quelle a colori per la visione embeddable.

Cos'è un modulo camera a colori? Come funziona?

Un modulo camera a colori è una telecamera che cattura e genera un'immagine a colori completa. Utilizza i punti pixel sul sensore per catturare la luce di una lunghezza d'onda specifica e converte le informazioni di luce in informazioni di colore utilizzando un array di filtri a colori (CFA). Le telecamere a colori scattano più velocemente delle telecamere in bianco e nero. In condizioni di bassa illuminazione, i moduli camera a colori possono avere problemi come mancanza di chiarezza e dettaglio. Questo accade perché l'array di filtri a colori riduce la quantità di luce che raggiunge il sensore.

I moduli di telecamera a colori utilizzano tipicamente un CFA con filtri alternati rossi, verdi e blu in modalità Bayer. La modalità Bayer cattura solo 1/3 della luce incidente per pixel, e il resto dei colori che non corrispondono alla modalità vengono filtrati automaticamente. Inoltre, questa modalità richiede la ricostruzione di un'immagine panchromatica completa tramite un algoritmo di de-mosaicing che combina i punti di sensibilità per produrre un pixel panchromático, ovvero viene misurato solo un colore in qualsiasi punto di sensibilità, e gli altri sono derivati per inferenza.

Le telecamere a colori sono generalmente più economiche delle telecamere monocromatiche e vengono utilizzate più comunemente nella fotografia, nei smartphone e nelle applicazioni che richiedono riconoscimento del colore e informazioni sul colore per il mercato dei consumatori di massa.

Cos'è un modulo di telecamera monocromatica?

In precedenza avevamo alcune informazioni sutelecamere in bianco e nero.A differenza delle telecamere a colori, che si specializzano nella cattura di immagini in scala di grigi, le telecamere monocromatiche possono catturare tutta la luce incidente poiché non viene utilizzato un CFA. Vengono assorbiti sia il rosso, che il verde e il blu. Quindi la quantità di luce è tre volte quella di una telecamera a colori, mentre non sono necessari algoritmi di de-mosaicing per raffinare l'immagine. Pertanto, le telecamere monocromatiche hanno un miglior rendimento rispetto alle telecamere a colori in condizioni di bassa luce.

Differenze tra telecamere a colori e monocromatiche

Le telecamere a colori e quelle monocromatiche sono due modi diversi per catturare immagini. Di seguito confrontiamo le differenze tra le due in termini di qualità dell'immagine, sensibilità alla luce e risoluzione:

qualità dell'immagine:Dovendo alla mancanza di filtri a colori, le telecamere monocromatiche riescono a catturare immagini più nitide e dettagliate rispetto alle telecamere a colori, soprattutto in condizioni di bassa luce. Viceversa, le telecamere a colori riescono a catturare immagini a colori completi, il che è importante per le applicazioni che richiedono informazioni sul colore.

sensibilità alla luce:Poiché non c'è un filtro a matrice di colori, le telecamere monocromatiche sono più sensibili alla luce e ricevono più luce rispetto alle telecamere a colori. Di conseguenza, i migliori moduli di telecamera monocromatica hanno prestazioni superiori in condizioni di scarsa illuminazione rispetto alle telecamere a colori.

Risoluzione:Le telecamere monocromatiche hanno una risoluzione superiore a quelle a colori. Questo è dovuto al fatto che ogni pixel di una telecamera monocromatica cattura tutta la luce che arriva.

Perché le telecamere monocromatiche sono migliori delle telecamere a colori nella visione incorporata?

Le applicazioni di visione incorporata richiedono dettagli immagine più precisi e velocità di elaborazione più rapide. Allora, perché le telecamere monocromatiche sono migliori nella visione incorporata? Possiamo riassumere i seguenti vantaggi:

1. Le telecamere monocromatiche si comportano meglio in condizioni di scarsa illuminazione
2. Gli algoritmi delle telecamere monocromatiche sono ottimizzati con cura
3. I sensori monocromatici hanno intrinsecamente frequenze di aggiornamento più alte

Espandiamone il discorso di seguito.

Migliore prestazione in condizioni di scarsa illuminazione

La principale differenza tra le telecamere a colori e quelle in bianco e nero è che le telecamere in bianco e nero non hanno un filtro cromatico a matrice (CFA). Rimuovendo i filtri cromatici, si rende una telecamera in bianco e nero più sensibile alla luce e si riceve più luce.
Inoltre, le telecamere a colori sono generalmente dotate di filtri taglia-infrarossi per prevenire una serie di problemi di aberrazione cromatica causati dall'interazione dei tre colori primari con le lunghezze d'onda della luce nel vicino infrarosso.
Poiché le telecamere in bianco e nero non hanno né la CFA né i filtri taglia-IR, il sensore può rilevare un intervallo spettrale più ampio e accettare più luce. Ciò significa che le telecamere in bianco e nero possono funzionare estremamente bene in condizioni di scarsa illuminazione.

Algoritmi più veloci

Le telecamere a colori non sono adatte per le applicazioni di visione incorporata basate su AI al bordo a causa della complessità degli algoritmi utilizzati per costruire le immagini.
Al contrario, molti degli algoritmi delle telecamere in bianco e nero possono essere utilizzati per rilevare oggetti, prevedere oggetti e altre applicazioni utilizzando modelli di visione.

Frequenza di aggiornamento superiore

I pixel del sensore della telecamera monocromatica sono più piccoli rispetto a quelli delle telecamere a colori. Nelle telecamere a colori, la quantità di dati da elaborare per la stessa immagine è maggiore e il tempo di elaborazione è più lungo rispetto alle telecamere digitali monocromatiche, il che comporta frame rate più lenti. Al contrario, le telecamere monocromatiche hanno un'elaborazione più veloce e un frame rate superiore.

Qui possiamo concludere che quando si elaborano i dati dell'immagine nello stesso modo nelle applicazioni individuali di visione embeddable, la velocità di elaborazione, le prestazioni in condizioni di bassa luce e il frame rate delle telecamere monocromatiche sono superiori e migliori rispetto a quelle a colori, e quindi è preferibile utilizzare telecamere monocromatiche piuttosto che a colori nelle applicazioni individuali di visione embeddable.

Applicazioni per Moduli di Telecamera Monocromatici

Esaminiamo alcune applicazioni di visione embeddable che non richiedono specificamente informazioni sul colore e vediamo come una telecamera monocromatica possa fare la differenza.

Riconoscimento Automatico delle Targhe (ANPR)

Nei sistemi di trasporto intelligenti, spesso è necessario identificare le violazioni catturando le targhe. La prima cosa che possiamo chiarire è che non abbiamo bisogno di informazioni sul colore, ma solo di catturare rapidamente l'immagine e poi analizzarla per leggere le informazioni del veicolo tramite OCR (Riconoscimento Ottico dei Caratteri). Sia di giorno che di notte. Pertanto, le telecamere digitali in bianco e nero con alta sensibilità e buone prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione sono in grado di completare questa applicazione in modo efficace. Tuttavia, in alcune aree in cui è richiesto il riconoscimento delle targhe a colori, è ancora necessario utilizzare telecamere a colori.

QControllo della Qualità

In applicazioni di automazione industriale in cui si utilizzano telecamere per rilevare se un oggetto è danneggiato o no, possono essere utilizzate telecamere in bianco e nero. Questo viene ampiamente utilizzato nelle fabbriche per garantire che la qualità del prodotto sia soddisfacente.

Conclusione

In conclusione, sia le telecamere monochrome che quelle a colori hanno i loro vantaggi e limitazioni. Dato che le applicazioni e i nostri bisogni sono diversi, è necessario combinare la situazione reale per fare una scelta. La prestazione della telecamera monochrome in condizioni di scarsa luce è forte, in grado di catturare immagini chiare e dettagliate in ambienti con poca luce, ma il costo è più alto e non è in grado di catturare immagini a colori. Le telecamere a colori sono in grado di catturare immagini a colori completi, ma hanno una sensibilità alla luce bassa e potrebbero produrre immagini sfocate e poco dettagliate in condizioni di scarsa luce.

Speriamo che questo articolo vi abbia dato un'idea iniziale delle differenze tra telecamere monochrome e a colori, e un'idea dei tipi di applicazioni in cui le telecamere monochrome sono appropriate. Ad esempio, in applicazioni in cui l'output a colori non è rilevante, ma piuttosto la sensibilità e la prestazione in condizioni di scarsa luce, dovrebbe essere utilizzata una telecamera monochrome.

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