каково определение темного угла? как исправить в встроенных приложениях зрения?

Быстрое развитие платформ обработки изображений произвело революцию в этой области, предлагая надежные и экономически эффективные решения встроенного зрения на различных рынках. Эти платформы улучшают качество изображения с помощью таких техник, как улучшение, восстановление, кодирование и сжатие, которые включают коррекцию освещения, изменение размера изображений (цифровое увеличение), обнаружение краев и оценку алгоритмов сегментации. В этих приложениях CMOS-датчики изображения стали наиболее часто используемым типом датчиков изображения, захватывающим свет для формирования массива пикселей, который служит основой для последующей обработки изображений.

Тем не менее, выбор правильной линзы для интеграции с модулем камеры для оптимальной захвата и обработки изображения является сложным процессом. Это включает в себя определение правильногополя зрения (FOV), выбор между фиксированным фокусом или автофокусом и установку рабочей дистанции. Кроме того, оптические явления, такие как виньетирование линзы и проблемы с балансом белого, могут мешать выходу изображения, влияя на окончательное визуальное качество.

В этой статье мы углубимся в концепцию виньетирования линзы, проанализируем его причины и предложим практические решения, чтобы помочь пользователям встроенных камер устранить эту проблему качества изображения.

Что такое виньетирование линзы?

Виньетирование линзы относится к постепенному уменьшению яркости или насыщенности от центра к краям или углам изображения. Также известное как затенение, падение света или затенение яркости, степень виньетирования обычно измеряется в f-стопах и зависит от размера диафрагмы линзы и различных параметров дизайна.

Диафрагма управляет яркостью изображения, изменяя общее количество света, достигающего сенсора камеры через объектив.

Виньетирование не только влияет на визуальное качество изображения, но также может привести к потере важной визуальной информации в определенных приложениях. Например, в промышленной инспекции или медицинской визуализации, которые требуют точной цветовой и яркостной согласованности, виньетирование может привести к ошибочным суждениям или неточным анализам. Поэтому понимание и принятие мер для уменьшения или устранения виньетирования объектива имеет решающее значение для обеспечения качества изображения и повышения производительности систем зрения.

Как формируется виньетирование и какие его типы существуют?

почему виньетирование? Появление виньетирования объектива можно объяснить различными факторами, в первую очередь из-за конструкции самих оптических элементов. Препятствие свету с помощью внешних инструментов может усугубить это явление, и иногда оно намеренно вводится во время постобработки.

Разные причины виньетирования объектива включают:

• Оптическое виньетирование:Этот тип возникает из-за физических ограничений объектива, что мешает боковому свету полностью достигать краев сенсора изображения, особенно заметно в сложных оптических системах с несколькими элементами объектива.
• Естественное виньетирование:Также известное как падение cos4θ, это естественное уменьшение яркости из-за угла света относительно плоскости изображения, следуя четвертому закону косинуса, где яркость быстро падает по мере увеличения угла с оптической осью.
• Угол главного луча (CRA):CRA является важным параметром при выборе объективов и сенсоров, влияя на яркость и четкость на краях изображения. Чрезмерный CRA может вызвать тени на краях изображения, что влияет на качество изображения.
• Механическое виньетирование:Происходит, когда световой луч механически блокируется креплением объектива, фильтровыми кольцами или другими объектами, что приводит к искусственному снижению яркости на краях изображения. Это часто происходит, когда круг изображения объектива меньше размера сенсора.
• послепереработка:Иногда, для создания художественных эффектов или для выделения центрального объекта изображения, фотографы намеренно добавляют оптическое виньетирование во время постобработки.

Каковы методы коррекции виньетирования объектива?

Как обсуждалось, виньетирование объектива является нежелательным оптическим явлением. Хотя его нельзя полностью избежать, его можно эффективно скорректировать для встроенного зрения с помощью следующих мер:

• Сопоставление значений CRA:Обеспечение того, чтобы значение CRA объектива было меньше, чем у микролинзы сенсора, имеет решающее значение для устранения проблем с освещением изображения или цветом. Производители должны проверять конструкции объективов, чтобы соответствовать компоновке сенсора.
• Настройка процессора обработки изображений (ISP):ISP играет значительную роль в обработке изображений, захваченных сенсором. Специфические процедуры, такие как Imatest, могут тестировать качество изображения и настраивать определенные регистры в ISP для уменьшения затемнения от объектива.
• Увеличение числа f-стопов:Увеличивая число f-стопов объектива (т.е. уменьшая диафрагму), можно уменьшить влияние естественного виньетирования или падения cos4θ.
• Использование более длинного фокусного расстояния:В случаях низкого f/# (соотношение фокусного расстояния к размеру диафрагмы), короткофокусные объективы или когда требуется высокая разрешающая способность по низкой цене, механическое виньетирование камеры можно устранить, используя более длинное фокусное расстояние.
• Коррекция плоского поля:Распространенный метод для коррекции сильного виньетирования объектива, он включает равномерное освещение плоской поверхности и захват темных полей и светлых эталонных кадров, затем вычисление и применение коррекции плоского поля.
• Использование программных инструментов:Различные программные инструменты, такие как инструменты для сшивания изображений микроскопии и CamTool, могут быть использованы для коррекции затемнения от объектива.
• Использование телецентрических объективов:Объективы, разработанные для телецентричности в пространстве изображения, могут исправить падение яркости, поскольку эта телецентричность обеспечивает чрезвычайно равномерное освещение плоскости изображения, устраняя нормальное падение яркости cos4θ от оптической оси до угла поля.

Мы надеемся, что эта статья была полезна в решении проблемы виньетирования объектива. Конечно, если у вас все еще есть вопросы о преодолении виньетирования объектива в встроенном зрении или если вы хотите интегрироватьвстроенные камерыв ваши продукты, не стесняйтесь обращаться к нам — Sinoseen, опытнойКитайский производитель модулей камер.