어두운 각도의 정의는 무엇입니까? 임베디드 비전 어플리케이션에서 어떻게 수정하나요?

이미지 처리 플랫폼의 급속한 발전은 이 분야에 혁명을 일으켜 다양한 시장에서 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 임베디드 비전 솔루션을 제공하고 있습니다. 이러한 플랫폼은 조명 보정, 이미지 크기 조정(디지털 줌), 가장자리 감지 및 분할 알고리즘 평가를 포함하는 향상, 복원, 인코딩 및 압축과 같은 기술을 통해 이미지 품질을 향상시킵니다. 이러한 응용 분야에서 CMOS 이미지 센서는 가장 일반적으로 사용되는 이미지 센서 유형이 되었으며, 빛을 포착하여 후속 이미지 처리의 기초 역할을 하는 픽셀 어레이를 형성합니다.

그러나 최적의 이미지 캡처 및 처리를 위해 카메라 모듈과 통합할 올바른 렌즈를 선택하는 것은 어려운 과정입니다. 그것은 옳은 것을 결정하는 것을 포함합니다시야각(FOV), 고정 초점 또는 자동 초점 중에서 선택하고 작동 거리를 설정합니다. 또한 렌즈 비니팅 및 화이트 밸런스 문제와 같은 광학 현상은 이미지 출력을 방해하여 최종 시각적 품질에 영향을 줄 수 있습니다.

이 기사에서는 렌즈 비네팅의 개념을 탐구하고 그 원인을 분석하며 임베디드 카메라 사용자가 이 이미지 품질 문제를 제거하는 데 도움이 되는 실용적인 솔루션을 제공합니다.

렌즈 비네팅이란 무엇입니까?

렌즈 비네팅(Lens vignetting)은 이미지의 중심에서 가장자리 또는 모서리로 밝기 또는 채도가 점진적으로 감소하는 것을 말합니다. 셰이딩(shading), 빛 감소(light fall-off) 또는 휘도 쉐이딩(luminance shading)이라고도 하는 비니팅 정도는 일반적으로 f-스톱으로 측정되며 렌즈 조리개 크기와 다양한 디자인 매개변수에 따라 달라집니다.

조리개는 렌즈를 통해 카메라 센서에 도달하는 빛의 총량을 변경하여 이미지 밝기를 제어합니다.

비네팅은 이미지의 시각적 품질에 영향을 미칠 뿐만 아니라 특정 응용 프로그램에서 중요한 시각적 정보의 손실로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 정밀한 색상과 밝기 일관성이 필요한 산업 검사 또는 의료 영상에서 비네팅은 잘못된 판단이나 부정확한 분석을 초래할 수 있습니다. 따라서 렌즈 비네팅을 줄이거나 없애기 위한 조치를 이해하고 취하는 것은 이미지 품질을 보장하고 비전 시스템의 성능을 향상시키는 데 필수적입니다.

비네팅은 어떻게 형성되며 어떤 유형이 포함됩니까?

왜 비네트인가? lens vignetting의 발생은 다양한 요인에 기인할 수 있으며, 주로 광학 소자 자체의 설계에 기인합니다. 외부 도구로 빛을 가리면 이 현상이 악화될 수 있으며, 때로는 후처리 과정에서 의도적으로 도입되기도 합니다.

렌즈 비네팅의 다양한 원인은 다음과 같습니다.

• 광학 비네팅:이러한 유형은 렌즈의 물리적 한계로 인해 발생하며, 축외광이 이미지 센서의 가장자리에 완전히 도달하는 것을 방지하며, 특히 여러 렌즈 요소가 있는 복잡한 광학 시스템에서 두드러집니다.
• 천연 비네팅:cos4θ fall-off라고도 하며, 광축과의 각도가 증가함에 따라 밝기가 급격히 떨어지는 코사인 제4법칙에 따라 이미지 평면에 대한 빛의 각도로 인한 자연스러운 밝기 감소입니다.
• 수석 광선 각도 (CRA) :CRA는 렌즈와 센서를 선택할 때 중요한 매개변수로, 이미지 가장자리의 밝기와 선명도에 영향을 미칩니다. 과도한 CRA는 이미지 가장자리에 그림자를 일으켜 이미지 품질에 영향을 줄 수 있습니다.
• 기계적인 비네팅:광선이 렌즈 마운트, 필터 링 또는 기타 물체에 의해 기계적으로 차단되어 이미지 가장자리에서 인위적인 밝기 감소를 유발할 때 발생합니다. 이는 렌즈의 이미지 서클이 센서 크기보다 작을 때 일반적입니다.
• 사후 처리:때때로 예술적 효과를 위해 또는 이미지의 중심 피사체를 강조하기 위해 사진 작가는 후처리 중에 의도적으로 광학 비네트를 추가합니다.

렌즈 비네팅을 교정하는 방법은 무엇입니까?

논의한 바와 같이, 렌즈 비네팅은 바람직하지 않은 광학 현상입니다. 완전히 피할 수는 없지만 다음과 같은 조치를 통해 내장형 시력을 효과적으로 교정할 수 있습니다.

• 일치하는 CRA 값:렌즈의 CRA 값이 센서의 마이크로렌즈보다 작은지 확인하는 것은 이미징 조명 또는 색상 문제를 제거하는 데 매우 중요합니다. 제조업체는 센서 레이아웃과 일치하도록 렌즈 디자인을 확인해야 합니다.
• 이미지 신호 프로세서(ISP) 조정:ISP는 센서가 캡처한 이미지를 처리하는 데 중요한 역할을 합니다. Imatest와 같은 특정 절차는 이미지 품질을 테스트하고 ISP의 특정 레지스터를 조정하여 렌즈 음영을 완화할 수 있습니다.
• f-스톱 수 늘리기:렌즈의 f-stop 수를 증가시킴으로써(즉, 조리개를 줄임으로써) 자연스러운 비네팅 또는 cos4θ 감소의 영향을 줄일 수 있습니다.
• 더 긴 초점 거리 사용:f/#(조리개 크기에 대한 초점 거리의 비율)가 낮거나, 초점 거리가 짧은 렌즈의 경우, 또는 저렴한 비용으로 고해상도가 필요한 경우, 더 긴 초점 거리를 사용하여 기계식 카메라 비네팅을 제거할 수 있습니다.
• 플랫 필드 보정:무거운 렌즈 vinettintg 보정을 위한 일반적인 방법으로, 평평한 표면을 균일하게 비추고 암시야 및 빛 참조 프레임을 캡처한 다음 플랫 필드 보정을 계산하고 적용하는 것입니다.
• 소프트웨어 도구 사용:현미경 이미지 스티칭 도구 및 CamTool과 같은 다양한 소프트웨어 도구를 렌즈 음영 보정에 사용할 수 있습니다.
• 텔레센트릭 렌즈 사용:이미지 공간에서 텔레센트릭(telecentric)으로 설계된 렌즈는 롤오프(roll-off)를 보정할 수 있는데, 그 이유는 이 텔레센트리시티(telecentricity)가 매우 균일한 이미지 평면 조명을 생성하여 광축에서 필드 모서리까지의 이미지 평면 조명의 정상적인 cos4θ 폴오프(fall-off)를 제거하기 때문입니다.

이 기사가 렌즈 비네팅 문제를 해결하는 데 도움이 되었기를 바랍니다. 물론, 임베디드 비전에서 렌즈 비네팅을 극복하는 방법에 대해 여전히 질문이 있거나 통합을 원하는 경우임베디드 카메라 모듈당신의 제품으로, 저희에게 연락하게 자유롭게 느끼십시오 Sinoseen, 경험있는중국 카메라 모듈 제조업체.