מהו כיול איזון לבן? מהם הגורמים המשפיעים?

בין אם בתוך הבית או בחוץ, בזריחה או בשקיעה, לתנאי תאורה שונים יש השפעות שונות על דיוק הצבעים של תמונות. איזון לבן אוטומטי (AWB), פונקציה מרכזית במעבד אותות התמונה (ISP), יש את המשימה העיקרית של שחזור הצבעים האמיתיים של סצנה בתנאי תאורה משתנים. הגדרת AWB נכונה חשובה לאיכות הפלט של מודול מצלמה משובץ, המשפיעה על מספר היבטים כגון רזולוציית החיישן, גודל הפיקסל, תנאי התאורה ובחירת העדשה. בניגוד לעין האנושית, שמסתגלת אוטומטית לטמפרטורות צבע שונות כדי לאזן צבעים שונים, עדשות המצלמה צריכות לדמות את התהליך הזה באמצעות 'איזון לבן' כדי להבטיח שתמונת הפלט תהיה טבעית ככל האפשר.

 
ביישומי ראייה משובצת, יכולת שכפול הצבעים של עדשות אינה תמיד זהה ונדרש כיול אוטומטי נכון של איזון לבן. במאמר זה נעמיק במושגי המפתח של כיול אוטומטי של איזון לבן, ננתח את הקשר בין עדשות לאיזון לבן אוטומטי, ונסביר את השפעת טמפרטורת הצבע על פלט התמונה.

 
מהו כיול איזון לבן אוטומטי?

איזון לבן אוטומטי (AWB) הוא תכונה חובה במצלמות דיגיטליות. משימת הליבה שלו היא להתאים באופן אוטומטי את איזון הצבעים של תמונה בתנאי תאורה שונים כדי להבטיח שצבעי לבן וצבעים ניטרליים אחרים ישמרו על צבעיהם האמיתיים בתמונה. על ידי פיצוי על שינויים בטמפרטורת הצבע של מקור אור, AWB מאפשר למצלמה ללכוד צבעים קרוב יותר למה שהעין האנושית רואה, ולשמור על צבעים טבעיים ועקביים, אפילו בתנאי אור מעורב או בתנאי תאורה קיצוניים. צבעים טבעיים ועקביים גם בתנאי אור מעורבים או בתנאי תאורה קיצוניים.

 
כיצד פועלת הפונקציה AWB?

הפונקציה AWB פועלת בהתבסס על זיהוי והתאמה של אזורי צבע לבנים או ניטרליים בתמונה. כאשרמודול מצלמהמזהה אזורים אלה, ומתאים את עוצמת ערוצי RGB (אדום, ירוק וכחול) כדי להבטיח שאזורים אלה יציגו צבעים ניטרליים בתמונה. תהליך זה כרוך באלגוריתמים מורכבים המנתחים את נתוני התמונה ומחשבים באופן אוטומטי את פרמטרי תיקון הצבע הרצויים. בכמה מערכות מצלמה מתקדמות, אלגוריתמים של AWB מסוגלים אפילו לזהות ולהסתגל למקורות אור מרובים, כולל אור יום, מנורות פלורסנט, מנורות ליבון וכו ', כדי להשיג שכפול צבעים מדויק יותר.

מהם גורמים רלוונטיים נוספים המשפיעים על יישום AWB?

כדי ליישם AWB, המצלמה צריכה להבין כיצד הצבע משתנה בטמפרטורות צבע שונות. מושג טמפרטורת הצבע נגזר מצבע האור הנפלט מרדיאטורים של גוף שחור בטמפרטורות שונות, הנמדדות בדרך כלל בקלבין, עם ערכי טמפרטורת צבע שונים המתאימים למקורות אור שונים ולאטמוספרות צבע שונות. לדוגמה, טמפרטורת הצבע של אור יום היא סביב 5500 K, בעוד טמפרטורת הצבע של מנורות ליבון הוא סביב 2800 K. המטרה של AWB היא לגרום לאובייקטים לבנים שנלכדו על ידי המצלמה להיראות כלבן אמיתי בתמונה בטמפרטורות צבע שונות אלה.

 
בנוסף לכך, יישום AWB תלוי באלגוריתמים של מעבד אות התמונה ומושפע ממאפייני העדשה. לכן, על מנת להשיג את תוצאות ה-AWB הטובות ביותר, חשוב מאוד גם לבצע כיול סינרגטי בין העדשה לחיישן המצלמה. זה כולל שילוב של גורמים כגון חומר העדשה, מסננים, זווית קרניים ראשיות (CRA) וציפוי אנטי רפלקטיבי של העדשה.

 
כיצד משפיעה העדשה על ה-AWb?

העדשה היא לא רק רכיב אופטי להדמיה, אלא גם גורם מפתח בדיוק הצבע. החומר, העיצוב והציפוי של העדשה ישפיעו על האור שיעבור דרכה, שבתורו ישפיע על צבע האור הנקלט על ידי חיישן המצלמה, ובסופו של דבר ישפיע על אפקט התיקון של אלגוריתם AWB.

• חומר העדשה:החומר של העדשה יכול להיות פלסטיק או זכוכית, חומרים שונים יש תכונות שבירה ופיזור שונות של האור, אשר ישנה את התפלגות אורך הגל של האור, ובכך להשפיע על רבייה של צבע. לדוגמה, עדשות פלסטיק עשויות לגרום לסטייה כרומטית יותר מאשר עדשות זכוכית, מה שדורש אלגוריתמים של AWB כדי לפצות על כך.
• מסנני ספקטרום צבעים:המסננים המשמשים בעדשה קובעים אילו אורכי גל של אור יכולים לעבור דרך העדשה אל החיישן. האיכות של מסננים אלה משפיעה ישירות על איזון הצבע, במיוחד בכוונון אוטומטי של איזון לבן.
• זווית קרניים ראשיות (CRA):CRA מתאר את הזווית שבה העדשה מקבלת אור, עבור עדשות רחבות זווית, CRA חשוב במיוחד, מכיוון שהוא משפיע על פיזור האור בקצוות התמונה ואחידות הצבעים. אלגוריתמים של AWB צריכים לקחת בחשבון את ה-CRA כדי להבטיח שתיקוני הצבע יהיו עקביים בכל טווח התמונות.
• ציפויים אנטי רפלקטיביים:ציפויים אנטי-רפלקטיביים על עדשות משמשים למזעור השתקפויות פנימיות של העדשה, לשיפור העברת האור ולהפחתת קרני אור ושכפול רפאים. איכות ציפויים אלה משפיעה ישירות על כמות ואיכות האור הנקלט על ידי החיישן, ובכך על הביצועים של AWB.

כדי להשיג תוצאות AWB אופטימליות, יש לכייל את העדשה במדויק עם חיישן המצלמה וספק שירותי האינטרנט.

 
כיצד לבצע כיול איזון לבן במערכת ראייה משובצת?

כיול איזון לבן אוטומטי (AWB) כרוך בכוונון עדין של מעבד אותות התמונה (ISP) של המצלמה והעדשות שעובדות איתו כדי לפצות על שינויי טמפרטורת צבע ממקורות אור שונים וההשפעות של מאפייני העדשה על צבע. להלן השלבים המפורטים של תהליך הכיול של AWB.

1. בחירת טמפרטורת צבע ולכידת תמונה:הצעד הראשון הוא לצלם תמונת בדיקה בסדרה של טמפרטורות צבע קבועות מראש, הכוללות בדרך כלל אור יום, פלורסנט, ליבון וכו '. שלב זה מדמה את טמפרטורת הצבע שהמצלמה עשויה להיתקל בה. שלב זה מדמה את סביבות התאורה השונות שהמצלמה עשויה להיתקל בהן ומספק בסיס נתונים לכיול הבא.
2. יישום אלגוריתם איזון לבן:לאחר מכן, אלגוריתם AWB מוחל על התמונות שנתפסו. מטרת האלגוריתם היא לזהות אזורים לבנים או ניטרליים בתמונה ולהתאים את הרווח של ערוצי RGB כך שאזורים אלה יהפכו לניטרליים בטמפרטורות צבע שונות.
3. פיצוי על מאפייני העדשה:מכיוון שהמאפיינים של חומרי עדשה, מסננים וציפויים אנטי רפלקטיביים יכולים להשפיע על רבייה של צבעים, יש לפצות על גורמים אלה. זה בדרך כלל כרוך בהתאמת הפרמטרים באלגוריתם AWB כדי לתקן סטיות צבע המושרות על ידי עדשה.
4. כוונון עדין ומיטוב:במהלך תהליך הכיול, ייתכן שיידרשו מספר איטרציות כדי לכוונן את הפרמטרים של אלגוריתם AWB. זה כולל התאמת ספי טמפרטורת צבע, מיטוב מהירות התגובה של האלגוריתם והבטחת עקביות צבע בתנאי תאורה שונים.
5. ולידציה ובדיקות:לבסוף, יעילות כיול AWB מאומתת על ידי בדיקת המצלמה בתנאי תאורה בפועל. זה כולל לכידת תמונות תחת מקורות אור טבעיים ומלאכותיים והערכת דיוק הצבעים ואיכות התמונה הכוללת.

אילו יישומים דורשים כיול אוטומטי של איזון לבן?

צילום פנים

בצילום פנים, צלמים צריכים לעתים קרובות לעבוד עם מקורות אור מעורבים, כגון אור טבעי מעורבב עם אור מלאכותי. התפקיד של AWB כאן הוא להבטיח כי גווני העור של האנשים ואת הצבעים של הסצנה מתואמים באופן טבעי. על ידי כיול מדויק של אלגוריתם AWB, הצלם יכול להפחית את עומס העבודה של לאחר העריכה ולקבל ישירות תמונות עם איזון צבעים טוב.

מצלמת נסיעה לאחור לרכב

מצלמות נסיעה לאחור לרכב פועלות בשעות שונות של היום ובתנאי תאורה שונים. כיול AWB משפר את הבהירות ואת דיוק הצבעים של תמונות בעת היפוך בלילה או בימים מעוננים. על ידי אופטימיזציה של AWB, נהגים יכולים לקבל מבט ברור לאחור בתנאי תאורה שונים ולשפר את הבטיחות.

Sinoseen מסייעת בהנדסת ראייה משובצת עבור כיול עדשה והתאמה אישית של מודולי המצלמה

ב- Sinoseen, אנו יכולים לעזור למהנדסים וטכנאים של פרויקט ראייה משובצת לבחור את העדשה הנכונה ולהתאים את מודול המצלמה הנכון כדי לענות על דרישות היישום שלהם. בנוסף, אנו מספקים גם מגוון שירותי התאמה אישית, כולל אך לא מוגבל לעיצוב דיור, עיצוב על הלוח וכן הלאה. למידע נוסף על המוצרים והשירותים של Sinoseen,אל תהסס לפנות אלינו.

שאלות נפוצות

1: מדוע אני זקוק לכיול AWB עבור העדשה שלי?

מאפייני העדשה כגון חומר, פילטרים וציפויים אנטי רפלקטיביים משפיעים על האור העובר דרכה ולכן על שכפול הצבע. כיול AWB של עדשות מבוצע כדי לפצות על סטיות צבע הנגרמות על ידי גורמים אלה ולהבטיח דיוק צבע וטבעיות של תמונות.

 
2: כיצד טמפרטורת הצבע משפיעה על איכות התמונה?

טמפרטורת הצבע קובעת את צבע מקור האור, וטמפרטורות צבע שונות יוצרות אטמוספרות צבע שונות. טמפרטורת הצבע משפיעה על פרשנות המצלמה ועל שכפול הצבעים. לדוגמה, תמונה תחת מקור אור בטמפרטורת צבע נמוכה עשויה להיות חמה, בעוד שתמונה תחת מקור אור בטמפרטורת צבע גבוהה עשויה להיות קרירה. AWB מפצה על שינויים אלה על ידי התאמת הגדרות טמפרטורת הצבע של המצלמה כדי להבטיח דיוק צבע בתמונה.