다크 엔젤의 정의는 무엇이며, 임베디드 비전 애플리케이션에서 이를 어떻게 수정할 수 있습니까?

이미지 처리 플랫폼의 급속한 발전은 다양한 시장에서 신뢰성 있고 비용 효율적인 임베디드 비전 솔루션을 제공하며 이 분야를 혁신하고 있습니다. 이러한 플랫폼들은 조명 보정, 이미지 리사이징(디지털 줌), 엣지 검출, 세그먼테이션 알고리즘 평가 등을 포함하여 강화, 복원, 인코딩 및 압축과 같은 기술을 통해 이미지 품질을 향상시킵니다. 이러한 응용 프로그램에서 CMOS 이미지 센서는 빛을 포착하여 후속 이미지 처리의 기반이 되는 픽셀 배열을 형성하는 가장 일반적으로 사용되는 유형의 이미지 센서가 되었습니다.

그러나, 최적의 이미지 캡처 및 처리를 위해 카메라 모듈과 통합할 적절한 렌즈를 선택하는 것은 도전적인 과정입니다. 이는 올바른시야각 (FOV)을 결정하고, 고정 초점과 오토포커스 중 선택하며, 작업 거리를 설정하는 것을 포함합니다. 또한, 렌즈 비네팅과 화이트 밸런스 문제와 같은 광학 현상이 이미지 출력에 간섭하여 최종 시각적 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.

본 문서에서는 렌즈 비네팅 개념을 탐구하고, 그 원인을 분석하며, 임베디드 카메라 사용자가 이 이미지 품질 문제를 제거할 수 있도록 실용적인 해결책을 제공하겠습니다.

렌즈 비네팅이란 무엇인가?

렌즈 비네팅은 이미지의 중심에서 가장자리 또는 코너로 갈수록 밝기나 채도가 점진적으로 감소하는 현상을 말합니다. 쉐이딩, 라이트 폴오프, 또는 루미넌스 쉐이딩으로도 알려져 있으며, 비네팅의 정도는 일반적으로 f-스톱으로 측정되며 렌즈 조리개 크기와 다양한 설계 매개변수에 따라 달라집니다.

조리개는 렌즈를 통해 카메라 센서에 도달하는 총 광량을 변경하여 이미지의 밝기를 제어합니다.

비네팅은 이미지의 시각적 품질에 영향을 미치는 것뿐만 아니라, 특정 응용 프로그램에서 중요한 시각적 정보의 손실로도 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 정확한 색상과 밝기 일관성이 필요한 산업 검사나 의료 영상에서는 비네팅이 잘못된 판단이나 부정확한 분석을 초래할 수 있습니다. 따라서 비네팅을 이해하고 이를 줄이거나 제거하기 위한 조치를 취하는 것은 이미지 품질을 보장하고 비전 시스템의 성능을 향상시키는 데 필수적입니다.

비네팅은 어떻게 형성되며, 어떤 유형을 포함하나요?

왜 비네팅이 발생하나요? 렌즈 비네팅의 발생 원인은 주로 광학 요소 자체의 설계에 기인하며, 외부 도구로 빛을 가리는 것이 이러한 현상을 악화시킬 수 있습니다. 때로는 후처리 과정에서 의도적으로 도입되기도 합니다.

렌즈 비네트링의 다양한 원인에는 다음이 포함됩니다:

• 광학적 비네트링:이 유형은 렌즈의 물리적 제한 때문에 축 외부의 빛이 이미지 센서의 가장자리에 완전히 도달하지 못하게 되어 발생하며, 특히 다수의 렌즈 요소를 가진 복잡한 광학 시스템에서 두드러지게 나타납니다.
• 자연적 비네트링:cos4θ 감소로도 알려져 있으며, 이는 빛의 각도가 이미지 평면에 대해 변함에 따라 코사인 네 번째 법칙에 따라 밝기가 자연스럽게 감소하는 현상으로, 광축과의 각도가 커질수록 밝기가 급격히 떨어집니다.
• Chief Ray Angle (CRA):CRA는 렌즈와 센서를 선택할 때 중요한 매개변수로, 이미지 가장자리의 밝기와 선명도에 영향을 미칩니다. 과도한 CRA는 이미지 가장자리에 그림자를 만들어 내어 이미지 품질에 영향을 줄 수 있습니다.
• 기계적 비네트링:렌즈 마운트, 필터 고리 또는 기타 물체가 빛선을 기계적으로 차단하여 이미지 가장자리에서 인위적인 밝기 감소를 초래할 때 발생합니다. 이는 렌즈의 이미지 서클이 센서 크기보다 작을 때 흔히 나타납니다.
• 후처리:때로는 예술적 효과나 이미지의 중심 주제를 강조하기 위해 사진작가들이 후처리 과정에서 의도적으로 광학적 비네트를 추가합니다.

렌즈 비네트를 수정하는 방법은 무엇인가요?

앞서 논의된 바와 같이, 렌즈 비네트는 완전히 피할 수는 없지만 임베디드 비전에서는 다음 조치를 통해 효과적으로 교정할 수 있는 부람한 광학 현상입니다.

• CRA 값 맞추기:렌즈의 CRA 값이 센서의 마이크로렌즈보다 작도록 하는 것은 영상 환경이나 색상 문제를 제거하는 데 매우 중요합니다. 제조사들은 렌즈 설계를 검토하여 센서 배치에 맞게 조정해야 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 번호 증가:렌즈의 F-스톱 번호를 증가시키면(즉, 개구부를 줄이면) 자연스러운 비네트 현상 또는 cos4θ 감소 효과를 줄일 수 있습니다.
• 더 긴 초점 거리 사용:낮은 f/#(초점 거리와 개구부 크기의 비율), 짧은 초점 거리 렌즈 또는 저렴하게 고해상도가 필요한 경우, 더 긴 초점 거리를 사용하여 기계적 카메라 비네트 현상을 제거할 수 있습니다.
• 플랫 필드 교정:중대한 렌즈 비네트 교정에 대한 일반적인 방법으로, 평평한 표면을 균일하게 조명하고 어두운 필드 및 빛 참조 프레임을 캡처한 후 플랫 필드 교정을 계산하고 적용합니다.
• 소프트웨어 도구 사용:다양한 소프트웨어 도구(예: 현미경 이미지 스티칭 도구 및 CamTool)는 렌즈 음영 교정에 사용될 수 있습니다.
• 텔레센트릭 렌즈 사용:이미지 공간에서 텔레센트릭인 렌즈는 이 텔레센트릭성이 매우 균일한 이미지 평면 조명을 생성하여 광학 축에서 필드의 모서리까지 이미지 평면 조명에서 일반적인 cos4θ 감소를 제거함으로써 롤오프를 교정할 수 있습니다.

우리는 이 문서가 렌즈 비네팅 문제 해결에 도움이 되었기를 바랍니다. 물론, 임베디드 비전에서 렌즈 비네팅을 해결하는 것에 대한 질문이 여전히 있거나임베디드 카메라 모듈제품에 통합하고자 한다면 언제든지 경험丰富的 싸이노시안으로 연락 주십시오.중국의 카메라 모듈 제조업체.