Moduły kamer monochromatycznych i kolorowych: Dlaczego moduły kamer monochromatycznych są lepsze w systemach wizyjnych wbudowanych?

Jednym z ważnych kryteriów, którymi kierujemy się przy wyborze wbudowanej kamery wizyjnej, jest rodzaj chrominancji. Istnieją dwa popularne typy kamer chrominancji: kamery czarno-białe i kamery kolorowe. Często używamy kolorowych kamer do nagrywania kolorowych obrazów w naszym codziennym życiu. Nie musi to jednak oznaczać, że aparaty kolorowe są lepsze od aparatów czarno-białych.

Aparaty monochromatyczne specjalizują się w rejestrowaniu obrazów w skali szarości, podczas gdy kamery kolorowe rejestrują obrazy w pełnym kolorze. W przypadku indywidualnych wbudowanych aplikacji wizyjnych,Czarno-białe aparaty monochromatycznesą bardziej praktycznym i skutecznym rozwiązaniem, ponieważ są w stanie rejestrować bardziej szczegółowe obrazy w warunkach słabego oświetlenia. Przyjrzyjmy się bliżej kamerom kolorowym i monochromatycznym, aby zobaczyć różnice i dlaczego lepiej jest używać kamer monochromatycznych niż kamer kolorowych do wbudowanego widzenia.

Co to jest moduł kamery kolorowej? Jak to działa?

Moduł kamery kolorowej to kamera, która rejestruje i generuje obraz w pełnym kolorze. Wykorzystuje punkty pikseli na czujniku do przechwytywania światła o określonej długości fali i przekształca informacje o świetle na informacje o kolorze za pomocą tablicy filtrów kolorów (CFA). Aparaty kolorowe robią zdjęcia szybciej niż aparaty monochromatyczne. W warunkach słabego oświetlenia moduły kamer kolorowych mogą mieć problemy, takie jak brak przejrzystości i szczegółów. Dzieje się tak, ponieważ matryca filtrów kolorów zmniejsza ilość światła docierającego do czujnika.

Moduły kamer kolorowych zwykle używają CFA z naprzemiennymi filtrami czerwonym, zielonym i niebieskim w trybie Bayera. Tryb Bayera przechwytuje tylko 1/3 padającego światła na piksel, a pozostałe kolory, które nie pasują do tego trybu, są automatycznie filtrowane. Ponadto tryb ten wymaga rekonstrukcji kompletnego obrazu panchromatycznego za pomocą algorytmu demozaikowania, który łączy punkty czułości w celu wytworzenia piksela panchromatycznego, tj. tylko jeden kolor jest mierzony w dowolnym punkcie czułości, a reszta jest wyprowadzana przez wnioskowanie.

Aparaty kolorowe są zazwyczaj tańsze niż aparaty monochromatyczne i są częściej używane w fotografii, smartfonach i aplikacjach wymagających rozpoznawania kolorów i informacji o kolorach na masowym rynku konsumenckim.

Co to jest moduł kamery monochromatycznej?

Wcześniej mieliśmy kilka informacji na tematAparaty czarno-białe. W przeciwieństwie do kamer kolorowych, które specjalizują się w rejestrowaniu obrazów w skali szarości, kamery monochromatyczne mogą uchwycić całe padające światło, ponieważ CFA nie jest używany. Zarówno czerwony, zielony, jak i niebieski są wchłaniane. W związku z tym ilość światła jest trzykrotnie większa niż w przypadku kamery kolorowej, a do udoskonalenia obrazu nie są potrzebne żadne algorytmy demozaikowania. Dlatego kamery monochromatyczne mają lepszą wydajność niż kamery kolorowe w warunkach słabego oświetlenia.

Różnice między aparatami kolorowymi i monochromatycznymi

Kamery kolorowe i monochromatyczne to dwa różne sposoby robienia zdjęć. Poniżej porównujemy różnice między nimi pod względem jakości obrazu, światłoczułości i rozdzielczości:

Jakość obrazu:Ze względu na brak matryc filtrów barwnych kamery monochromatyczne są w stanie rejestrować ostrzejsze, bardziej szczegółowe obrazy niż kamery kolorowe, zwłaszcza w warunkach słabego oświetlenia. I odwrotnie, kolorowe kamery są w stanie rejestrować obrazy w pełnym kolorze, co jest ważne w przypadku zastosowań wymagających informacji o kolorze.

Czułość:Ponieważ nie ma tablicy filtrów kolorów, kamery monochromatyczne są bardziej wrażliwe na światło i odbierają więcej światła niż kamery kolorowe. W rezultacie najlepsze moduły kamer monochromatycznych mają lepszą wydajność przy słabym oświetleniu niż kamery kolorowe.

Rezolucja:Kamery monochromatyczne mają wyższą rozdzielczość niż kamery kolorowe. Wynika to z faktu, że każdy piksel monochromatycznego aparatu przechwytuje całe docierające do niego światło.

Dlaczego kamery monochromatyczne są lepsze od kamer kolorowych w systemach wizyjnych wbudowanych?

Wbudowane aplikacje wizyjne wymagają dokładniejszych szczegółów obrazu i większej szybkości przetwarzania. Dlaczego więc kamery monochromatyczne są lepsze w systemach wizyjnych wbudowanych? Możemy podsumować następujące zalety:

1. Aparaty monochromatyczne działają lepiej w warunkach słabego oświetlenia
2. Algorytmy aparatów monochromatycznych są starannie zoptymalizowane
3. Czujniki monochromatyczne z natury mają wyższą liczbę klatek na sekundę

Rozwińmy to poniżej.

Lepsza wydajność przy słabym oświetleniu

Główna różnica między aparatami kolorowymi a monochromatycznymi polega na tym, że aparaty monochromatyczne nie mają matrycy filtrów kolorów (CFA). Usuwając filtry barwne, sprawiasz, że aparat monochromatyczny jest bardziej wrażliwy na światło i otrzymuje więcej światła.
Ponadto kamery kolorowe są zwykle wyposażone w filtry odcinające podczerwień, aby zapobiec różnym problemom z aberracją chromatyczną spowodowanym reakcją trzech podstawowych kolorów z długościami fal światła w bliskiej podczerwieni.
Ponieważ kamery monochromatyczne nie są wyposażone zarówno w filtry odcinające CFA, jak i IR, czujnik może wykrywać szerszy zakres spektralny i przyjmować więcej światła. Oznacza to, że kamery monochromatyczne są w stanie bardzo dobrze radzić sobie w warunkach słabego oświetlenia.

Szybsze algorytmy

Kamery kolorowe nie nadają się do wbudowanych aplikacji wizyjnych opartych na sztucznej inteligencji brzegowej ze względu na złożone algorytmy budowania obrazu.
Wręcz przeciwnie, wiele algorytmów kamer monochromatycznych można wykorzystać do wykrywania obiektów, przewidywania obiektów i innych zastosowań wykorzystujących modele wizyjne.

Wyższa liczba klatek na sekundę

Piksele matrycy monochromatycznej kamery są mniejsze niż w kamerach kolorowych. W kamerach kolorowych ilość danych potrzebnych do przetworzenia tego samego obrazu jest większa, a czas przetwarzania jest dłuższy niż w monochromatycznych aparatach cyfrowych, co skutkuje wolniejszą liczbą klatek na sekundę. Wręcz przeciwnie, aparaty monochromatyczne mają szybsze przetwarzanie i wyższą liczbę klatek na sekundę.

W tym miejscu możemy wywnioskować, że podczas przetwarzania tych samych danych obrazu w poszczególnych wbudowanych aplikacjach wizyjnych, szybkość przetwarzania, wydajność przy słabym oświetleniu i liczba klatek na sekundę kamer monochromatycznych są wyższe i lepsze niż kamer kolorowych, dlatego lepiej jest używać kamer monochromatycznych niż kolorowych w indywidualnych wbudowanych aplikacjach wizyjnych.

Zastosowania modułów kamer monochromatycznych

Przyjrzyjmy się niektórym wbudowanym aplikacjom wizyjnym, które nie wymagają informacji o kolorach, i zobaczmy, jak kamera monochromatyczna może zrobić różnicę.

Automatyczne rozpoznawanie tablic rejestracyjnych (ANPR)

W inteligentnych systemach transportowych często musimy identyfikować naruszenia poprzez przechwytywanie tablic rejestracyjnych. Pierwszą rzeczą, którą możemy wyjaśnić, jest to, że nie potrzebujemy informacji o kolorze, wystarczy szybko przechwycić obraz, a następnie przeanalizować go, aby odczytać informacje o pojeździe za pomocą OCR (optycznego rozpoznawania znaków). Niezależnie od tego, czy jest dzień, czy noc. Dlatego monochromatyczne aparaty cyfrowe o wysokiej czułości i dużej wydajności przy słabym oświetleniu są w stanie dobrze wykonać to zadanie. Jednak poszczególne obszary, w których wymagane jest rozpoznawanie tablic barwnych, nadal wymagają użycia kamer kolorowych.

QInspekcja zgodności

W zastosowaniach automatyki przemysłowej, w których kamery są używane do wykrywania, czy obiekt jest uszkodzony, czy nie, można stosować kamery monochromatyczne. Jest to szeroko stosowane w fabrykach, aby zapewnić zadowalającą jakość produktu.

Konkluzja

Podsumowując, zarówno aparaty monochromatyczne, jak i kolorowe mają swoje zalety i ograniczenia. Więcej zastosowań i nasze potrzeby są różne, muszę połączyć rzeczywistą sytuację, aby dokonać wyboru. Wydajność kamery monochromatycznej przy słabym oświetleniu jest silna, jest w stanie uchwycić wyraźne, szczegółowe obrazy w warunkach słabego oświetlenia, ale koszt jest wyższy, nie można uchwycić kolorowych obrazów. Kamery kolorowe są w stanie rejestrować obrazy w pełnym kolorze, ale mają słabą czułość na światło i mogą tworzyć niewyraźne, nieszczegółowe obrazy w warunkach słabego oświetlenia.

Mamy nadzieję, że ten artykuł pozwolił Ci wstępnie zrozumieć różnice między kamerami monochromatycznymi i kolorowymi oraz zorientować się, w jakich zastosowaniach kamery monochromatyczne są odpowiednie. Na przykład w zastosowaniach, w których nie chodzi o wydruki kolorowe, ale raczej o czułość i wydajność przy słabym oświetleniu, należy używać aparatu monochromatycznego.

Oczywiście Sinoseen jest zawsze dostępny, aby Ci pomóc, jeśli potrzebujesz pomocy, i ma ponad 15-letnie doświadczenie jako dostawcaRozwiązania w zakresie kamer OEM, Sinoseen posiada szeroką gamę kamer monochromatycznych o różnych konfiguracjach i parametrach do każdego zastosowania. Jeśli potrzebujesz pomocy, skontaktuj się z nami.