Monochrome versus kleurencameramodules: waarom zijn monochrome cameramodules beter in embedded vision?

Een van de belangrijke criteria die we hanteren bij het kiezen van een embedded vision camera is het chroma type. Er zijn twee veel voorkomende soorten chromacamera's: zwart-witcamera's en kleurencamera's. We gebruiken vaak kleurencamera's om kleurrijke beelden in ons dagelijks leven vast te leggen. Dit betekent echter niet noodzakelijkerwijs dat kleurencamera's superieur zijn aan zwart-witcamera's.

Monochrome camera's zijn gespecialiseerd in het vastleggen van afbeeldingen in grijstinten, terwijl kleurencamera's afbeeldingen in kleur vastleggen. Voor individuele embedded vision-toepassingen,Zwart-wit monochrome camera'szijn een meer praktische en effectieve oplossing omdat ze in staat zijn om gedetailleerdere beelden vast te leggen in omgevingen met weinig licht. Laten we kleuren- en monochrome camera's eens nader bekijken om de verschillen te zien en waarom het beter is om monochrome camera's te gebruiken dan kleurencamera's voor embedded vision.

Wat is een kleurencameramodule? Hoe werkt het?

Een kleurencameramodule is een camera die een kleurenbeeld vastlegt en genereert. Het maakt gebruik van pixelpunten op de sensor om licht van een specifieke golflengte op te vangen en zet de lichtinformatie om in kleurinformatie met behulp van een kleurenfilterarray (CFA). Kleurencamera's maken sneller opnamen dan monochrome camera's. Bij weinig licht kunnen kleurencameramodules problemen hebben, zoals gebrek aan helderheid en detail. Dit komt omdat de kleurenfilterarray de hoeveelheid licht die de sensor bereikt, vermindert.

Kleurencameramodules gebruiken meestal een CFA met afwisselend rode, groene en blauwe filters in een Bayer-modus. De Bayer-modus vangt slechts 1/3 van het invallende licht per pixel op en de rest van de kleuren die niet overeenkomen met de modus worden automatisch gefilterd. Deze modus vereist ook de reconstructie van een volledig panchromatisch beeld door middel van een de-mosaicing-algoritme dat de gevoeligheidspunten combineert om een panchromatische pixel te produceren, d.w.z. dat er slechts één kleur wordt gemeten op elk gevoeligheidspunt en de rest wordt afgeleid door gevolgtrekking.

Kleurencamera's zijn doorgaans goedkoper dan monochrome camera's en worden vaker gebruikt in fotografie, smartphones en toepassingen die kleurherkenning en kleurinformatie vereisen voor de massaconsumentenmarkt.

Wat is een monochrome cameramodule?

Eerder hadden we al wat informatie overZwart-wit camera's. In tegenstelling tot kleurencamera's, die gespecialiseerd zijn in het vastleggen van grijswaardenbeelden, kunnen monochrome camera's al het invallende licht opvangen omdat CFA niet wordt gebruikt. Zowel rood, groen als blauw worden geabsorbeerd. Daarom is de hoeveelheid licht drie keer zo groot als die van een kleurencamera, terwijl er geen de-mosaicing-algoritmen nodig zijn om het beeld te verfijnen. Daarom presteren monochrome camera's beter dan kleurencamera's bij weinig licht.

Verschillen tussen kleuren- en monochrome camera's

Kleurencamera's en monochrome camera's zijn twee verschillende manieren om beelden vast te leggen. Hieronder vergelijken we de verschillen tussen de twee op het gebied van beeldkwaliteit, lichtgevoeligheid en resolutie:

Beeldkwaliteit:Door de afwezigheid van kleurenfilterarrays kunnen monochrome camera's scherpere, gedetailleerdere beelden vastleggen dan kleurencamera's, vooral bij weinig licht. Omgekeerd zijn kleurencamera's in staat om kleurenbeelden vast te leggen, wat belangrijk is voor toepassingen die kleurinformatie vereisen.

Lichtgevoeligheid:Omdat er geen kleurenfilterarray is, zijn monochrome camera's gevoeliger voor licht en ontvangen ze meer licht dan kleurencamera's. Als gevolg hiervan hebben de beste monochrome cameramodules betere prestaties bij weinig licht dan kleurencamera's.

Resolutie:Monochrome camera's hebben een hogere resolutie dan kleurencamera's. Dit komt door het feit dat elke pixel van een monochrome camera al het licht opvangt dat binnenkomt.

Waarom zijn monochrome camera's beter dan kleurencamera's in embedded vision?

Embedded vision-toepassingen vereisen nauwkeurigere beelddetails en hogere verwerkingssnelheden. Dus waarom zijn monochrome camera's beter in embedded vision? We kunnen de volgende voordelen samenvatten:

1. Monochrome camera's presteren beter bij weinig licht
2. Monochrome camera-algoritmen zijn zorgvuldig geoptimaliseerd
3. Monochrome sensoren hebben inherent hogere framesnelheden

Laten we hier hieronder dieper op ingaan.

Betere prestaties bij weinig licht

Het belangrijkste verschil tussen kleuren- en monochrome camera's is dat monochrome camera's geen kleurenfilterarray (CFA) hebben. Door de kleurenfilters te verwijderen maak je een monochrome camera gevoeliger voor licht en ontvangt hij meer licht.
Bovendien zijn kleurencamera's meestal uitgerust met infrarood-uitschakelfilters om een verscheidenheid aan chromatische aberratieproblemen te voorkomen die worden veroorzaakt door de reactie van de drie primaire kleuren met nabij-infrarode golflengten van licht.
Omdat monochrome camera's niet zowel CFA- als IR-cutoff-filters hebben, kan de sensor een breder spectraal bereik detecteren en meer licht accepteren. Dit betekent dat monochrome camera's buitengewoon goed kunnen presteren bij weinig licht.

Snellere algoritmes

Kleurencamera's zijn niet geschikt voor embedded vision-toepassingen op basis van edge Ai vanwege hun complexe algoritmen voor beeldvorming.
Integendeel, veel van de algoritmen van monochrome camera's kunnen worden gebruikt om objecten te detecteren, objecten te voorspellen en andere toepassingen met behulp van vision-modellen.

Hogere framerate

Monochrome camerasensorpixels zijn kleiner dan kleurencamera's. Bij kleurencamera's is de hoeveelheid gegevens die nodig is om hetzelfde beeld te verwerken hoger en is de verwerkingstijd langer dan bij monochrome digitale camera's, wat resulteert in langzamere framesnelheden. Integendeel, monochrome camera's hebben een snellere verwerking en een hogere framesnelheid.

Hier kunnen we concluderen dat bij het verwerken van dezelfde beeldgegevens in individuele embedded vision-toepassingen, de verwerkingssnelheid, de prestaties bij weinig licht en de framesnelheid van monochrome camera's hoger en beter zijn dan die van kleurencamera's, en daarom is het beter om monochrome camera's te gebruiken dan kleurencamera's in individuele embedded vision-toepassingen.

Toepassingen voor monochrome cameramodules

Laten we eens kijken naar enkele embedded vision-toepassingen die niet specifiek kleurinformatie vereisen en kijken hoe een monochrome camera een verschil kan maken.

Automatische nummerplaatherkenning (ANPR)

In intelligente transportsystemen moeten we vaak overtredingen identificeren door kentekenplaten vast te leggen. Het eerste dat we duidelijk kunnen maken, is dat we geen kleurinformatie nodig hebben, we hoeven alleen maar snel het beeld vast te leggen en vervolgens te analyseren om de voertuiginformatie te lezen via OCR (Optical Character Recognition). Of het nu dag of nacht is. Daarom zijn monochrome digitale camera's met een hoge gevoeligheid en sterke prestaties bij weinig licht in staat om deze toepassing goed te voltooien. Voor afzonderlijke gebieden waar kleurplaatherkenning vereist is, moeten echter nog steeds kleurencamera's worden gebruikt.

Qualiteit Inspectie

In industriële automatiseringstoepassingen waarbij camera's worden gebruikt om te detecteren of een object beschadigd is of niet, kunnen monochrome camera's worden gebruikt. Dit wordt veel gebruikt in fabrieken om ervoor te zorgen dat de kwaliteit van het product bevredigend is.

Conclusie

Kortom, zowel monochrome als kleurencamera's hebben hun eigen voordelen en beperkingen. Meer toepassingen en onze behoeften zijn verschillend, ik moet de werkelijke situatie combineren om een keuze te maken. De prestaties van monochrome camera's bij weinig licht zijn sterk en kunnen heldere, gedetailleerde beelden vastleggen in omgevingen met weinig licht, maar de kosten zijn hoger en kunnen geen kleurenbeelden vastleggen. Kleurencamera's zijn in staat om kleurenbeelden vast te leggen, maar hebben een lage lichtgevoeligheid en kunnen onduidelijke, niet-gedetailleerde beelden produceren bij weinig licht.

We hopen dat dit artikel u een eerste inzicht heeft gegeven in de verschillen tussen monochrome en kleurencamera's, en een idee heeft gekregen van de soorten toepassingen waarin monochrome camera's geschikt zijn. In toepassingen waar kleuruitvoer geen probleem is, maar eerder gevoeligheid en prestaties bij weinig licht, moet bijvoorbeeld een monochrome camera worden gebruikt.

Uiteraard staat Sinoseen altijd voor u klaar als u hulp nodig heeft, en met meer dan 15 jaar ervaring als leverancier vanOEM camera oplossingenheeft Sinoseen een breed scala aan monochrome camera's met verschillende configuraties en parameters voor elke toepassing. Neem gerust contact met ons op als u hulp nodig heeft.