Monohromski vs. Bojne Kamera Moduli: Zašto su monohromski kamera moduli bolji u ugrađenoj viziji?

Jedan od važnih kriterijuma koje koristimo prilikom izbora kamere sa ugrađenim vidom je tip chroma. Postoje dva obična tipa chroma kamera: kamere crno-belo i bojne kamere. U svakodnevnom životu obično koristimo bojne kamere za snimanje bojnih slika. Međutim, to ne znači da su bojne kamere nužno bolje od crno-belih kamera.

Monohromne kamere se posebno bave snimanjem slika u odbijenim tonovima sive, dok bojne kamere snimaju punobojne slike. Za pojedinačne primene ugrađenog vida, crno-bele monohromne kamere predstavljaju praktičnije i efikasnije rešenje jer mogu da snimaju detaljnije slike u uslovima niske osvetljenosti. Pogledajmo bliže bojne i monohromne kamere kako bismo shvatili razlike i zašto je bolje koristiti monohromne kamere nego bojne za ugrađeni vid.

Šta je modul bojne kamere? Kako radi?

Bojni kamer modul je kamera koja snima i generiše punoboju sliku. Koristi piksle na senzoru da bi uhvatila svetlo određene talasne dužine i pretvorila informacije o svetlu u bojne informacije koristeći niz bojnih filtera (CFA). Bojne kamere snimaju brže od crno-bijelih kamera. U uslovima niske osvetljenosti, bojni kamer moduli mogu imati probleme kao što su nedostatak jasnoće i detalja. To je zato što niz bojnih filtera smanjuje količinu svetla koje stiže do senzora.

Bojne kamerne module obično koriste CFA sa međusobno promenjivim crvenim, zelenim i plavim filterima u Bayerskom režimu. Bayerski režim uhvata samo 1/3 ulaznog svetla po pikselu, a preostale boje koje ne odgovaraju režimu su automatski filtrirane. Takođe, ovaj režim zahteva rekonstrukciju potpune pancromatske slike pomoću algoritma de-mozaike koji kombinuje tačke osjetljivosti kako bi se proizvela pancromatska piksela, tj. samo jedna boja se meri na bilo kojoj tački osjetljivosti, a preostale se izvode inferencijom.

Bojne kamere su obično jeftinije od monohromatskih kamera i više se koriste u fotografiji, pametnim telefonima i aplikacijama koje zahtevaju prepoznavanje boja i bojnu informaciju za masovni potrošački tržište.

Šta je monohromatski kameran modul?

Raniјe smo imali neke informacije o crno-bijelim kamerama .Na različite načine od bojnih kameri, koje se posebno bave snimanjem sivoposne slike, crno-bijele kamere mogu da zahvate sve dolazekte svetlost, jer CFA nije u upotrebi. Crvena, zelena i plava spektra su sva apsorbirana. Stoga je količina svetlosti tri puta veća nego kod bojnih kamera, dok za izrafiniranje slike ne treba de-mozaični algoritam. Stoga crno-bijele kamere imaju bolji performanse od bojnih kamera u uslovima niske svetlosti.

Razlike između bojnih i crno-bijelih kamera

Bojne i crno-bijele kamere su dva različita načina snimanja slika. Ispod poređujemo razlike između ove dve kada je reč o kvalitetu slike, osjetljivosti na svetlost i rezoluciji:

Kvalitet slike: Zbog nepostojanja bojnog filtra, crno-bijele kamere mogu da pruže oštrije, detaljnije slike od bojnih kamera, posebno u uslovima niske svetlosti. S druge strane, bojne kamere mogu da snimaju punobojne slike, što je važno za primene koje zahtevaju informacije o boji.

Osetljivost na svetlo: Zbog toga što ne postoji niz filtera za boju, crno-bijele kamere su osetljivije na svetlost i primaju više svetlosti nego bojne kamere. Kao rezultat, najbolji moduli crno-bijelih kamera imaju bolje performanse u šumovitoj svetlosti nego bojne kamere.

Rezolucija: Crno-bijele kamere imaju veću rezoluciju od bojnih kamera. To je zato što svaki piksel crno-bijele kamere hvata sve dolaznu svetlost.

Zašto su crno-bijele kamere bolje od bojnih kamera u ugrađenoj viziji?

Aplikacije ugrađene vizije zahtevaju tačnije detalje slike i bržu obradu. Zato, zašto su crno-bijele kamere bolje u ugrađenoj viziji? Možemo sažeti sledeće prednosti:

1. Crno-bijele kamere lepše funkcionišu u uslovima šumovite svetlosti
2. Algoritmi crno-bijelih kamera su pažljivo optimizovani
3. Crno-bijeli senzori intrinzički imaju veće frekvencije snimanja

Razvijmo ovo ispod.

Bolje performanse u šumovitoj svetlosti

Glavna razlika između bojnih i crno-bijelih kamera je u tome što crno-bijele kamere nemaju niz bojnog filtra (CFA). Uklanjanjem bojnih filtra, crno-bijela kamera postaje osetljivija na svetlost i prima više svetlosti.
Takođe, bojne kamere su obično opremljene infracrvenim odsečnim filterima kako bi se sprečile razne probleme hromatske aberracije uzrokovane reakcijom tri primarne boje sa bliskim infracrvenim talasnim dužinama svetlosti.
Kako crno-bijele kamere nemaju ni CFA ni IR odsečne filtre, senzor može detektovati širi spektralni opseg i prihvatiti više svetlosti. To znači da crno-bijele kamere mogu izuzetno dobro raditi u uslovima umanjene svetlosti.

Brži algoritmi

Bojne kamere nisu prilagođene za upotrebu u aplikacijama ugrađenog vida baziranog na rubnom AI-u zbog složenosti njihovih algoritama za građenje slika.
S druge strane, mnogi od algoritama crno-bijelih kamera mogu se koristiti za detekciju objekata, predviđanje objekata i druge primene koristeći modele vidnog sistema.

Viša brzina frejmova

Pikseli senzora crno-bijele kamere su manji od onih kod bojnih kamera. U bojnim kamerama, količina podataka za obradu iste slike je veća i vreme obrade duže u odnosu na crno-bijele digitalne kamere, što rezultira sporeim frekvencijama slika. S druge strane, crno-bijele kamere imaju bržu obradu i višu frekvenciju slika.

Ovde možemo zaključiti da pri obradi istih podataka slike u pojedinačnim aplikacijama ugrađenog vida, brzina obrade, performanse u tamnom svetlu i frekvencija slika crno-bijelih kamera su veće i bolje od one bojnih kamera, pa je zato bolje koristiti crno-bijele kamere nego bojne u pojedinačnim aplikacijama ugrađenog vida.

Aplikacije za modul crno-bijele kamere

Istražimo neke aplikacije ugrađenog vida koje posebno ne zahtevaju informacije o boji i vidimo kako crno-bijela kamera može da napravi razliku.

Automatsko prepoznavanje tablica (ANPR)

U inteligentnim sistemima saobraćaja često moramo identifikovati prekršaje snimajući registarske tablice. Prvo što možemo da izjasnimo jeste da nam ne trebaju informacije o boji, već samo brzo snimiti sliku i zatim je analizirati kako bismo pročitali podatke o vozilu kroz OCR (Optičko prepoznavanje znakova). Bez obzira na to da li je dan ili noć. Zato monohromne digitalne kamere sa visokom osetljivošću i jakim performansama u slabom svetlu mogu dobro izvršiti ovu aplikaciju. Međutim, u pojedinačnim područjima gde je potrebno prepoznavanje boje tablica, još uvek je neophodno koristiti bojne kamere.

К provera kvaliteta

U industrijskim automatizovanim primenama gde se kamere koriste za detekciju štete na objektu, mogu se koristiti monohromne kamere. Ovo je široko primenjeno u fabrikama kako bi se osiguralo da je kvalitet proizvoda zadovoljavajući.

Закључак

U zaključku, i monohromne i bojne kamere imaju svoje prednosti i ograničenja. Zbog različitih primena i potreba, neophodno je uzeti u obzir stvarnu situaciju pri donošenju odluke. Monohromna kamera ima jaku performansu u uslovima niske osvetljenosti i može pružiti jasne, detaljne slike u tamnim okruženjima, ali je skuplja i ne može pružiti bojne slike. Bojne kamere mogu snimati slike sa punim spektrom boja, ali imaju nisku osjetljivost na svetlost i mogu proizvoditi nejasne, nedetaljne slike u uslovima niske osvetljenosti.

Nadam se da ovaj članak dao izvesnu početnu shemu razlika između monohromnih i bojnih kamera, kao i ideju u kojim su situacijama monohromne kamere odgovarajuće. Na primer, u primenama gdje nije bitan bojni izlaz, već osjetljivost i performanse u uslovima niske osvetljenosti, treba koristiti monohromnu kameru.

Naravno, Sinoseen je uvijek dostupan da vam pomogne ako imate potrebu za pomoću, a sa više od 15 godina iskustva kao dobavljač OEM kamera rješenja sinoseen nudi široki raspon crno-bijelih kamera sa različitim konfiguracijama i parametrima za svaku primjenu. Slobodno nas kontaktirajte ukoliko vam treba bilo kakva pomoć.