Koja je definicija tamnog ugla? Kako ispraviti ugrađene aplikacije za vid?

Brzi napredak platformi za obradu slika revolucionirao je polje, nudeći pouzdana i isplativa rešenja za ugrađeni vid na različitim tržištima. Ove platforme poboljšavaju kvalitet slike kroz tehnike kao što su poboljšanje, restauracija, kodiranje i kompresija, koje uključuju ispravljanje osvetljenja, promenu veličine slika (digitalni zum), detekciju ivica i procenu algoritama segmentacije. U ovim aplikacijama, CMOS senzori slike postali su najčešće korišćeni tip senzora slike, hvatajući svetlost kako bi se formirao niz piksela koji služi kao osnova za naknadnu obradu slike.

Međutim, odabir pravog objektiva za integraciju sa modulom kamere za optimalno snimanje i obradu slike je izazovan proces. To podrazumeva određivanje ispravanvidno polje (FOV), birajući između fiksnog fokusa ili autofokusa, i podešavanje radne udaljenosti. Pored toga, optički fenomeni kao što su problemi sa viniranjem sočiva i balansom bele boje mogu ometati izlaz slike, utičući na konačni vizuelni kvalitet.

U ovom članku ćemo se pozabaviti konceptom vinjetiranja sočiva, analizirati njegove uzroke i pružiti praktična rešenja koja će pomoći korisnicima ugrađenih kamera da eliminišu ovaj problem kvaliteta slike.

Šta je vinjetiranje sočiva?

Vinjetiranje sočiva odnosi se na postepeno smanjenje osvetljenosti ili zasićenja od centra do ivica ili uglova slike. Poznat i kao senčenje, pad svetlosti ili senčenje osvetljenja, stepen vinnitinga se obično meri u f-stopovima i zavisi od veličine otvora blende objektiva i različitih parametara dizajna.

Otvor blende kontroliše osvetljenost slike promenom ukupne količine svetlosti koja dopire do senzora kamere kroz objektiv.

Vinjetiranje ne samo da utiče na vizuelni kvalitet slike, već može dovesti i do gubitka ključnih vizuelnih informacija u određenim aplikacijama. Na primer, u industrijskoj inspekciji ili medicinskom snimanju koje zahteva preciznu konzistentnost boje i osvetljenja, vinjetiranje može dovesti do pogrešnih procena ili netačne analize. Stoga, razumevanje i preduzimanje mera za smanjenje ili eliminisanje vinjetiranja sočiva je od suštinskog značaja za obezbeđivanje kvaliteta slike i poboljšanje performansi sistema vida.

Kako se formira vinjetiranje i koje vrste uključuje?

Zašto vinjeta? Pojava vinjetiranja sočiva može se pripisati različitim faktorima, prvenstveno zbog dizajna samih optičkih elemenata. Ometanje svetlosti spoljnim alatima može pogoršati ovaj fenomen, a ponekad se namerno uvodi tokom naknadne obrade.

Različiti uzroci vinjetiranja sočiva uključuju:

• Optičko vinjetiranje:Ovaj tip se javlja zbog fizičkih ograničenja sočiva, sprečavajući da svetlost van ose u potpunosti dostigne ivice senzora slike, što je posebno vidljivo u složenim optičkim sistemima sa više elemenata sočiva.
• Prirodno vinjetiranje:Poznat i kao cos4θ fall-off, to je prirodno smanjenje osvetljenosti zbog ugla svetlosti u odnosu na ravan slike, prateći kosinusni četvrti zakon, gde osvetljenost brzo opada kako se ugao sa optičkom osom povećava.
• Glavni Rai Angle (CRA):CRA je važan parametar pri odabiru sočiva i senzora, koji utiče na osvetljenost i jasnoću na ivicama slike. Preterana CRA može izazvati senke na ivicama slike, utičući na kvalitet slike.
• Mehaničko vinjetiranje:Javlja se kada je svetlosni snop mehanički blokiran nosačem objektiva, prstenovima filtera ili drugim objektima, uzrokujući veštačko smanjenje osvetljenosti na ivicama slike. Ovo je uobičajeno kada je krug slike objektiva manji od veličine senzora.
• Naknadna obrada:Ponekad, za umetničke efekte ili da istaknu centralni predmet slike, fotografi namerno dodaju optičku vinjetu tokom naknadne obrade.

Koje su metode za ispravljanje vinjetiranja sočiva?

Kao što je rečeno, vinjetiranje sočiva je nepoželjan optički fenomen. Iako se ne može u potpunosti izbeći, može se efikasno ispraviti za ugrađeni vid sledećim merama:

• Usklađivanje CRA vrednosti:Obezbeđivanje CRA vrednosti sočiva je manja od one mikroobjektiva senzora je od ključnog značaja za eliminisanje osvetljenja slike ili problema sa bojom. Proizvođači moraju proveriti dizajn sočiva kako bi odgovarao rasporedu senzora.
• Podešavanje procesora signala slike (ISP):ISP igra značajnu ulogu u obradi slika snimljenih senzorom. Specifične procedure, kao što je Imatest, mogu testirati kvalitet slike i prilagoditi specifične registre u ISP-u kako bi se ublažilo senčenje sočiva.
• Povećanje broja f-stop:Povećanjem f-stop broja objektiva (tj. Smanjenjem otvora blende) može se smanjiti uticaj prirodnog vinjetiranja ili pada cos4θ.
• Korišćenje duže žižne daljine:U slučajevima niskog f / # (odnos žižne daljine prema veličini otvora blende), sočiva kratke žižne daljine, ili kada je potrebna visoka rezolucija po niskoj ceni, mehaničko vinjetiranje kamere može se eliminisati korišćenjem duže žižne daljine.
• Korekcija ravnog polja:Uobičajena metoda za korekciju vinettintg teških sočiva, uključuje ravnomerno osvetljavanje ravne površine i hvatanje tamnog polja i svetlih referentnih okvira, a zatim izračunavanje i nanošenje korekcije ravnog polja.
• Korišćenje softverskih alata:Različiti softverski alati, kao što su mikroskopija slika šivenje alati i CamTool, mogu se koristiti za korekciju sočiva.
• Korišćenje telecentričnih sočiva:Objektivi dizajnirani da budu telecentrični u prostoru slike mogu ispraviti roll-off jer ova telecentričnost proizvodi izuzetno ravnomerno osvetljenje ravne slike, eliminišući normalan cos4θ pad u osvetljenju ravni slike od optičke ose do ugla polja.

Nadamo se da je ovaj članak bio od pomoći u rešavanju vinjetiranja sočiva. Naravno, ako i dalje imate pitanja o prevazilaženju vinjetiranja sočiva u ugrađenom vidu ili ako želite da se integrišeteugrađeni moduli kamereu svoje proizvode, slobodno nas kontaktirajte - Sinoseen, iskusanKineski proizvođač modula kamere.