6 fatores que determinam o desempenho de uma câmera com pouca luz | Como otimizar?

Como realizar imagens com pouca luz em áreas com más condições de iluminação? Este é um grande desafio que tem atormentado os aplicativos de visão incorporada. Alcançar um bom desempenho com pouca luz não é fácil porque é afetado pela interação de vários fatores. No passado, devido à tecnologia limitada, as imagens capturadas em ambientes com pouca luz não eram nítidas e até tinham muito ruído e perda de detalhes. Com o desenvolvimento de sensores e tecnologias de visão incorporadas, as imagens com pouca luz agora têm boas soluções e podem até ser capturadas à noite.

Neste artigo, vamos dar uma olhada nos fatores que afetamDesempenho com pouca luze as áreas de aplicação individuais onde a imagem com pouca luz está envolvida.

O que é desempenho com pouca luz?

Antes de olharmos para os fatores que afetam o desempenho com pouca luz, precisamos entender o que é o desempenho com pouca luz.
O desempenho com pouca luz é a capacidade de uma câmera de fornecer imagens nítidas em ambientes com pouca luz, preservando os detalhes da imagem e minimizando o ruído da imagem. Esse desempenho é importante para aplicações de visão que exigem imagens à noite ou em ambientes com pouca luz. Abaixo está uma comparação de imagens com e sem dispositivos com capacidade para pouca luz.

Quais fatores afetam o desempenho de uma câmera com pouca luz?

Existem seis fatores principais que afetam o desempenho de uma câmera com pouca luz:

1. Relação sinal-ruído (SNR)
2. Abertura da lente
3. Tamanho do pixel
4. Sensibilidade
5. Fatores ambientais
6. Algoritmos de processamento de imagem

Vamos dar uma olhada nas especificidades de cada fator abaixo.

Relação sinal-ruído (SNR)

Relação sinal-ruído (SNR)é uma medida importante do desempenho da câmera, refletindo a proporção de sinal para ruído em uma imagem. Um SNR alto geralmente significa que, em condições de pouca luz, há menos ruído e o módulo da câmera é capaz de fornecer imagens mais nítidas. Uma câmera com pouca luz é projetada para obter um SNR mais alto, minimizando o ruído, melhorando assim a qualidade da imagem.

Abertura da lente

O tamanho da abertura da lente determina a quantidade de luz que atinge o sensor. Quanto maior a abertura, mais luz entra nela e melhor é para fotografar em condições de pouca luz. É por isso que uma abertura maior é recomendada em condições de pouca luz. No entanto, uma abertura aumentada pode ser acompanhada por uma profundidade de campo reduzida, portanto, para aplicações com variações de distância, é necessária uma consideração cuidadosa do projeto.

Tamanho do pixel

Os pixels são as unidades básicas que compõem uma imagem e o tamanho do pixel são as dimensões físicas dessas unidades de pixel. Quanto maior o tamanho do pixel, maior sua capacidade de receber luz. É capaz de capturar mais detalhes e reduzir o ruído em condições de pouca luz. É importante observar que um aumento no tamanho do pixel resultará em menos pixels podendo ser acomodados pelomódulo de câmera em miniatura, levando a uma diminuição na resolução ou a um aumento no tamanho do sensor.

Sensibilidade

A sensibilidade é um indicador da capacidade de um sensor de imagem de converter a luz incidente em um sinal elétrico, em outras palavras, quão bem a câmera responde à luz. Uma câmera com alta sensibilidade é capaz de capturar mais detalhes da imagem em condições de pouca luz. Esta é uma das características essenciais de uma câmera com pouca luz.

Fatores ambientais

O brilho geral do ambiente afeta a capacidade da câmera de capturar imagens utilizáveis. A temperatura de cor da luz disponível afeta o balanço de branco da câmera e os recursos de reprodução de cores. Ao mesmo tempo, temperaturas mais altas aumentam o ruído e reduzem o desempenho com pouca luz, portanto, as câmeras com pouca luz exigem uma solução de gerenciamento térmico adequada.

Algoritmos de processamento de imagem

Os algoritmos de redução de ruído do módulo da câmera são eficazes na remoção de granulação indesejada das imagens e na preservação dos detalhes da imagem com pouca luz. O HDR captura uma gama mais ampla de tons e evita o recorte de realces e a compactação de sombras.

Esses fatores estão inter-relacionados e trabalham juntos para influenciar a eficácia da câmera em condições de pouca luz. Por exemplo, câmeras com tamanhos de pixel grandes e altas taxas de sinal-ruído fornecem saída de imagem de alta qualidade em condições de pouca luz. Enquanto isso, a otimização da abertura, sensibilidade e algoritmos de processamento de imagem da lente pode melhorar ainda mais o desempenho da câmera em condições de pouca luz.

Como otimizar o desempenho da câmera com pouca luz?

Agora que entendemos os fatores relevantes que afetam o desempenho da câmera com pouca luz acima, podemos realizar uma otimização direcionada para garantir que a câmera com pouca luz reproduza o desempenho máximo. Veja a seguir uma breve introdução a algumas opções de otimização:
Otimização da lente:Escolha uma lente com uma abertura máxima maior e adicione estabilização óptica para maximizar a capacidade de focar a luz.
Algoritmos de processamento de imagem otimizados:Melhore a qualidade da imagem em ambientes com pouca luz usando redução avançada de ruído, otimização de faixa dinâmica e outras técnicas de otimização de imagem.
Considerações ambientais:Avalie cuidadosamente as condições, a temperatura da cor e a temperatura da iluminação ambiente para garantir o desempenho ideal da câmera.

Aplicação de módulos de câmera com pouca luz na visão incorporada moderna

As câmeras com pouca luz agora são amplamente utilizadas em uma variedade de aplicações de visão incorporada. Aqui, damos uma breve olhada em algumas das aplicações mais comuns e populares com base no desempenho das câmeras com pouca luz.

Monitoramento inteligente de transporte:Os sistemas de transporte inteligentes precisam usar módulos de câmeras com pouca luz para identificar placas e monitorar o tráfego à noite ou em áreas com pouca luz, como túneis com luz insuficiente. Embora nem todos os sistemas de transporte inteligentes exijam câmeras com pouca luz, ainda é recomendado.

Inspeção Industrial:Na indústria de manufatura, as câmeras com pouca luz podem ser usadas para inspeção de qualidade automatizada para garantir altos padrões de produto, mesmo em ambientes de trabalho mal iluminados. Os produtos de módulo de câmera de visão noturna da Sinoseen são capazes de fornecer imagens de alta qualidade, mantendo o máximo em desempenho com pouca luz.

Drones:Os drones são uma aplicação popular hoje em dia e, ao montar um módulo de câmera de baixo desempenho com pouca luz em um drone, é possível realizar fotografia aérea noturna ou outras tarefas de vigilância.

Soluções para pouca luz da SInoseen

Na SInoseen, oferecemos uma ampla gama de módulos de câmera com pouca luz. Com quinze anos de experiência em visão incorporada e uma equipe de engenheiros especializados, podemos fornecer a solução de módulo de câmera de baixa luminosidade mais adequada às suas necessidades. Claro, também temos alguns casos de referência, se você estiver interessado, pode ir para ver. Ao mesmo tempo, também podemosPersonalize a soluçãode acordo com suas necessidades para garantir que atenda às suas expectativas em toda a extensão.