Черно-белые модули камер против цветных: почему черно-белые модули камер лучше в встраиваемом зрении?

Одним из важных критериев, который мы используем при выборе камеры встроенной видеосъемки, является тип хроматического фильтра. Существуют два распространенных типа камер: черно-белые и цветные камеры. Мы часто используем цветные камеры для записи цветных изображений в повседневной жизни. Однако это не обязательно означает, что цветные камеры превосходят черно-белые.

Черно-белые камеры специализируются на захвате изображений в градациях серого, тогда как цветные камеры захватывают полноцветные изображения. Для отдельных приложений встроенной видеосъемки,черно-белые монохромные камерыявляются более практичным и эффективным решением, так как они способны захватывать более детальные изображения в условиях низкой освещенности. Давайте подробнее рассмотрим цветные и монохромные камеры, чтобы увидеть различия и почему лучше использовать монохромные камеры, чем цветные, для встроенной видеосъемки.

Что такое цветной модуль камеры? Как он работает?

Цветной камера модуль — это камера, которая захватывает и создает полноцветное изображение. Она использует пиксельные точки на сенсоре для захвата света определенной длины волны и преобразует световую информацию в цветовую информацию с помощью цветового фильтрающего массива (CFA). Цветные камеры снимают быстрее, чем черно-белые камеры. В условиях низкой освещенности у цветных камер могут возникать проблемы, такие как недостаток четкости и детализации. Это происходит потому что цветовой фильтрующий массив уменьшает количество света, достигающего сенсора.

Цветные камеры обычно используют цветофильтр на основе матрицы Бэйера с чередующимися красными, зелеными и синими фильтрами. Матрица Бэйера захватывает только 1/3 падающего света на каждый пиксель, а остальные цвета, не соответствующие данной схеме, автоматически отфильтровываются. Кроме того, этот режим требует восстановления полного панхроматического изображения с помощью алгоритма демозайки, который комбинирует точки чувствительности для создания панхроматического пикселя, то есть измеряется только один цвет в каждой точке чувствительности, а остальные выводятся путем инференции.

Цветные камеры как правило дешевле монохромных камер и более распространены в фотографии, смартфонах и приложениях, где требуется распознавание цветов и цветовая информация для массового потребительского рынка.

Что такое монохромный модуль камеры?

Ранее мы рассматривали некоторую информацию очерно-белых камерахВ отличие от цветных камер, которые специализируются на захвате изображений в градациях серого, монохромные камеры могут захватывать весь падающий свет, так как не используется цветной фильтр. Красный, зеленый и синий цвета все поглощаются. Поэтому количество света в три раза больше, чем у цветной камеры, а алгоритмы демозайки не требуются для улучшения изображения. Таким образом, монохромные камеры показывают лучшую производительность, чем цветные камеры, в условиях низкой освещенности.

Различия между цветными и монохромными камерами

Цветные и монохромные камеры — это два разных способа захвата изображений. Ниже мы сравним различия между ними в терминах качества изображения, чувствительности к свету и разрешения:

качество изображения:Благодаря отсутствию цветовых фильтров, монохромные камеры могут получать более четкие и детализированные изображения, чем цветные камеры, особенно в условиях низкой освещенности. Напротив, цветные камеры способны захватывать полноцветные изображения, что важно для приложений, требующих цветовой информации.

чувствительность к свету:Поскольку в монохромных камерах нет цветового фильтра, они более чувствительны к свету и получают больше света, чем цветные камеры. В результате лучшие монохромные камеры имеют лучшую производительность при низкой освещенности, чем цветные камеры.

Разрешение:Монохромные камеры имеют более высокое разрешение, чем цветные камеры. Это связано с тем, что каждый пиксель монохромной камеры захватывает весь падающий свет.

Почему монохромные камеры лучше цветных в встраиваемой компьютерной зрении?

Приложения встраиваемой компьютерной зрели Juventus требуют более точных деталей изображения и более быстрых скоростей обработки. Так почему же монохромные камеры лучше подходят для встраиваемой компьютерной зрели Juventus? Мы можем выделить следующие преимущества:

1. Монохромные камеры показывают лучшую производительность при низком освещении
2. Алгоритмы монохромных камер тщательно оптимизированы
3. Монохромные сенсоры по своей природе имеют более высокую частоту кадров

Рассмотрим это подробнее ниже.

Лучшая производительность при низком освещении

Основное различие между цветными и черно-белыми камерами заключается в том, что черно-белые камеры не имеют цветового фильтра массива (CFA). Убрав цветовые фильтры, вы делаете черно-белую камеру более чувствительной к свету и получаете больше света.
Кроме того, цветные камеры обычно оснащены инфракрасными фильтрами отсечения для предотвращения различных хроматических аберраций, вызванных реакцией трех основных цветов с ближними инфракрасными длинами волн света.
Так как черно-белые камеры не имеют ни CFA, ни ИК-фильтров отсечения, датчик может обнаруживать более широкий спектральный диапазон и принимать больше света. Это означает, что черно-белые камеры способны отлично работать в условиях низкой освещенности.

Более быстрые алгоритмы

Цветные камеры не подходят для встроенных приложений компьютерного зрения на основе edge Ai из-за их сложных алгоритмов построения изображений.
Напротив, многие алгоритмы черно-белых камер могут использоваться для обнаружения объектов, предсказания объектов и других приложений с использованием моделей компьютерного зрения.

Высокая частота кадров

Пиксели монохромного камеры меньше, чем у цветных камер. В цветных камерах объем данных для обработки того же изображения выше, и время обработки дольше, чем в монохромных цифровых камерах, что приводит к более низкой частоте кадров. Наоборот, монохромные камеры имеют более быструю обработку и более высокую частоту кадров.

Здесь можно сделать вывод, что при обработке тех же данных изображения в отдельных приложениях встроенной компьютерной зрению скорость обработки, производительность при низком освещении и частота кадров у монохромных камер выше и лучше, чем у цветных камер, поэтому использование монохромных камер предпочтительнее, чем цветных, в отдельных приложениях встроенной компьютерной зрению.

Приложения для монохромных модулей камер

Рассмотрим некоторые приложения встроенной компьютерной зрению, которые не требуют конкретной цветовой информации, и посмотрим, как монохромная камера может сделать разницу.

Автоматическое распознавание номерных знаков (ANPR)

В интеллектуальных транспортных системах часто возникает необходимость в выявлении нарушений путем захвата номерных знаков. Первое, что мы можем прояснить, это то, что нам не нужна цветовая информация, нам просто нужно быстро захватить изображение и затем проанализировать его для чтения информации о транспортном средстве с помощью OCR (оптического распознавания символов). Неважно, днем или ночью. Поэтому монохромные цифровые камеры с высокой чувствительностью и хорошей производительностью при низком освещении способны успешно выполнить эту задачу. Однако в отдельных случаях, где требуется распознавание цветных номеров, все еще необходимо использовать цветные камеры.

QКонтроль качества

В промышленных автоматизированных приложениях, где камеры используются для обнаружения повреждений объекта, можно использовать монохромные камеры. Это широко применяется на заводах для обеспечения удовлетворительного качества продукции.

Заключение

Подводя итог, как монохромные, так и цветные камеры имеют свои преимущества и ограничения. В зависимости от приложений и наших потребностей нужно учитывать реальную ситуацию для принятия решения. Монохромная камера обладает сильной производительностью в условиях низкой освещенности, способна захватывать четкие, детализированные изображения в темных условиях, но стоимость выше, и она не может захватывать цветные изображения. Цветные камеры способны создавать полноцветные изображения, но их чувствительность к свету ниже, и они могут давать нечеткие, недетализированные изображения в условиях слабого освещения.

Мы надеемся, что эта статья дала вам первоначальное представление о различиях между монохромными и цветными камерами и представление о типах приложений, где монохромные камеры являются подходящими. Например, в приложениях, где цветовой вывод не имеет значения, а важна чувствительность и работа в условиях низкой освещенности, следует использовать монохромную камеру.

Конечно, Sinoseen всегда готова помочь вам, если потребуется помощь, и с более чем 15-летним опытом как поставщикаOEM решений для камерSinoseen предлагает широкий ассортимент черно-белых камер с различными конфигурациями и параметрами для любых приложений. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если вам потребуется помощь.