Module de cameră monocrome vs. color: De ce modulele de cameră monocrome sunt mai bune în Embedded Vision?

Unul dintre criteriile importante pe care le folosim atunci când alegem o cameră de viziune încorporată este tipul de cromatică. Există două tipuri comune de camere chroma: camere alb-negru și camere color. Folosim în mod obișnuit camere color pentru a înregistra imagini colorate în viața noastră de zi cu zi. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă neapărat că camerele color sunt superioare camerelor alb-negru.

Camerele monocrome sunt specializate în captarea imaginilor în tonuri de gri, în timp ce camerele color captează imagini color. Pentru aplicații individuale de viziune încorporată,Camere monocrome alb-negrusunt o soluție mai practică și mai eficientă, deoarece sunt capabile să surprindă imagini mai detaliate în medii cu lumină slabă. Să aruncăm o privire mai atentă la camerele color și monocrome pentru a vedea diferențele și de ce este mai bine să folosiți camere monocrome decât camere color pentru vederea încorporată.

Ce este un modul de cameră color? Cum funcționează?

Un modul de cameră color este o cameră care captează și generează o imagine color. Folosește punctele pixel de pe senzor pentru a capta lumina de o anumită lungime de undă și convertește informațiile de lumină în informații de culoare folosind o matrice de filtre de culoare (CFA). Camerele color filmează mai repede decât camerele monocrome. În condiții de lumină slabă, modulele camerei color pot avea probleme precum lipsa de claritate și detalii. Acest lucru se datorează faptului că matricea de filtre de culoare reduce cantitatea de lumină care ajunge la senzor.

Modulele camerei color folosesc de obicei un CFA cu filtre roșii, verzi și albastre alternative într-un mod Bayer. Modul Bayer captează doar 1/3 din lumina incidentă pe pixel, iar restul culorilor care nu se potrivesc cu modul sunt filtrate automat. De asemenea, acest mod necesită reconstrucția unei imagini pancromatice complete prin intermediul unui algoritm de dezmozaicare care combină punctele de sensibilitate pentru a produce un pixel pancromatic, adică o singură culoare este măsurată în orice punct de sensibilitate, iar restul sunt derivate prin inferență.

Camerele color sunt de obicei mai ieftine decât camerele monocrome și sunt mai frecvent utilizate în fotografie, smartphone-uri și aplicații care necesită recunoaștere a culorilor și informații despre culori pentru piața de consum de masă.

Ce este un modul de cameră monocrom?

Mai devreme am avut câteva informații despreCamere alb-negru. Spre deosebire de camerele color, care sunt specializate în captarea imaginilor în tonuri de gri, camerele monocrome pot capta toată lumina incidentă, deoarece CFA nu este utilizat. Atât roșu, cât și verde și albastru sunt absorbite. Prin urmare, cantitatea de lumină este de trei ori mai mare decât cea a unei camere color, în timp ce nu sunt necesari algoritmi de demozaicare pentru a rafina imaginea. Prin urmare, camerele monocrome au performanțe mai bune decât camerele color în condiții de lumină slabă.

Diferențele dintre camerele color și monocrome

Camerele color și camerele monocrome sunt două moduri diferite de a captura imagini. Mai jos comparăm diferențele dintre cele două în ceea ce privește calitatea imaginii, sensibilitatea la lumină și rezoluția:

Calitatea imaginii:Datorită absenței matricelor de filtre de culoare, camerele monocrome sunt capabile să surprindă imagini mai clare și mai detaliate decât camerele color, în special în condiții de lumină slabă. În schimb, camerele color sunt capabile să capteze imagini color, ceea ce este important pentru aplicațiile care necesită informații despre culoare.

Sensibilitate la lumină:Deoarece nu există o matrice de filtre de culoare, camerele monocrome sunt mai sensibile la lumină și primesc mai multă lumină decât camerele color. Drept urmare, cele mai bune module de cameră monocrome au performanțe mai bune în condiții de lumină scăzută decât camerele color.

Rezoluție:Camerele monocrome au o rezoluție mai mare decât camerele color. Acest lucru se datorează faptului că fiecare pixel al unei camere monocrome captează toată lumina care sosește.

De ce sunt camerele monocrome mai bune decât camerele color în vederea încorporată?

Aplicațiile de viziune încorporate necesită detalii de imagine mai precise și viteze de procesare mai mari. Deci, de ce sunt camerele monocrome mai bune în vederea încorporată? Putem rezuma următoarele avantaje:

1. Camerele monocrome au performanțe mai bune în condiții de lumină slabă
2. Algoritmii monocromi ai camerei sunt optimizați cu atenție
3. Senzorii monocromi au în mod inerent rate de cadre mai mari

Să extindem acest lucru mai jos.

Performanță mai bună în condiții de lumină scăzută

Principala diferență dintre camerele color și monocrome este că camerele monocrome nu au o matrice de filtre de culoare (CFA). Prin eliminarea filtrelor de culoare, faceți o cameră monocromă mai sensibilă la lumină și primiți mai multă lumină.
În plus, camerele color sunt de obicei echipate cu filtre de tăiere în infraroșu pentru a preveni o varietate de probleme de aberație cromatică cauzate de reacția celor trei culori primare cu lungimi de undă de lumină în infraroșu apropiat.
Deoarece camerele monocrome nu au filtre de tăiere CFA și IR, senzorul poate detecta o gamă spectrală mai largă și poate accepta mai multă lumină. Aceasta înseamnă că camerele monocrome sunt capabile să funcționeze extrem de bine în condiții de lumină slabă.

Algoritmi mai rapizi

Camerele color nu sunt potrivite pentru aplicațiile de viziune încorporate bazate pe Edge Ai din cauza algoritmilor lor complecși de construire a imaginii.
Dimpotrivă, mulți dintre algoritmii camerelor monocrome pot fi utilizați pentru a detecta obiecte, a prezice obiecte și alte aplicații folosind modele de viziune.

Frecvență de cadre mai mare

Pixelii senzorului monocrom al camerei sunt mai mici decât camerele color. În camerele color, cantitatea de date pentru procesarea aceleiași imagini este mai mare, iar timpul de procesare este mai lung decât în camerele digitale monocrome, ceea ce duce la rate de cadre mai lente. Dimpotrivă, camerele monocrome au o procesare mai rapidă și o rată de cadre mai mare.

Aici putem concluziona că atunci când procesăm aceleași date de imagine în aplicații individuale de viziune încorporată, viteza de procesare, performanța în condiții de lumină scăzută și rata de cadre a camerelor monocrome sunt mai mari și mai bune decât camerele color și, prin urmare, este mai bine să utilizați camere monocrome decât camere color în aplicații individuale de viziune încorporată.

Aplicații pentru modulele de cameră monocrome

Să explorăm câteva aplicații de viziune încorporate care nu necesită în mod specific informații despre culoare și să vedem cum o cameră monocromă poate face diferența.

Recunoașterea automată a plăcuțelor de înmatriculare (ANPR)

În sistemele de transport inteligente, trebuie adesea să identificăm încălcările prin capturarea plăcuțelor de înmatriculare. Primul lucru pe care îl putem clarifica este că nu avem nevoie de informații despre culoare, trebuie doar să capturăm rapid imaginea și apoi să o analizăm pentru a citi informațiile despre vehicul prin OCR (Recunoaștere optică a caracterelor). Fie că este zi sau noapte. Prin urmare, camerele digitale monocrome cu sensibilitate ridicată și performanță puternică în condiții de lumină scăzută sunt capabile să finalizeze bine această aplicație. Cu toate acestea, zonele individuale în care este necesară recunoașterea plăcilor color trebuie să utilizeze camere color.

QInspecția ualității

În aplicațiile de automatizare industrială în care camerele sunt utilizate pentru a detecta dacă un obiect este deteriorat sau nu, pot fi utilizate camere monocrome. Acest lucru este utilizat pe scară largă în fabrici pentru a se asigura că calitatea produsului este satisfăcătoare.

Concluzie

În concluzie, atât camerele monocrome, cât și cele color au propriile avantaje și limitări. Mai multe aplicații și nevoile noastre sunt diferite, trebuie să combin situația reală pentru a face o alegere. Performanța camerei monocrome în condiții de lumină scăzută este puternică, capabilă să capteze imagini clare și detaliate în medii cu lumină slabă, dar costul este mai mare, incapabil să capteze imagini color. Camerele color sunt capabile să capteze imagini color, dar au o sensibilitate scăzută la lumină și pot produce imagini neclare și nedetaliate în condiții de lumină slabă.

Sperăm că acest articol v-a oferit o înțelegere inițială a diferențelor dintre camerele monocrome și color și o idee despre tipurile de aplicații în care camerele monocrome sunt potrivite. De exemplu, în aplicațiile în care ieșirea culorilor nu este o problemă, ci mai degrabă sensibilitatea și performanța în condiții de lumină scăzută, ar trebui utilizată o cameră monocromă.

Desigur, Sinoseen este întotdeauna disponibil pentru a vă ajuta dacă aveți nevoie de ajutor și cu peste 15 ani de experiență ca furnizor deSoluții de camere OEM, Sinoseen are o gamă largă de camere monocrome cu diferite configurații și parametri pentru fiecare aplicație. Vă rugăm să nu ezitați să ne contactați dacă aveți nevoie de asistență.