Šta je kalibracija belog balansa? Koji su utičući činiooci?

Bilo da je unutra ili van, u vreme izlaska ili zalaska sunca, različite svetlosne uslove imaju različite efekte na bojnu tačnost slika. Automatsko ravnoteženje bijele (AWB), ključna funkcija u procesoru signala slike (ISP), ima glavnu zadatak da obnovi prave boje scene pod promenljivim uslovima osvetljenja. Tačno podešavanje AWB-a važno je za kvalitet izlazne slike kod ugrađenog kamerinskog modula, što utiče na broj aspekata poput rezolucije senzora, veličine piksela, uslova osvetljenja i izbora leća. Na suprotno ljudskom oku, koje automatski prilagođava svoje reakcije različitim temperaturama boja kako bi ravnotežio različite boje, kamera leće moraju da simuliraju ovaj proces kroz 'ravnoteženje bijele' kako bi se osiguralo da je izlazna slika što prirodna.

 
U primenama ugrađenog videona, sposobnost reprodukcije boja sočiva nije uvek ista i potrebna je pravilna kalibracija automatske belo balansiranje. U ovom članku ćemo se ponoriti u ključne koncepte kalibracije automatskog belog balansa, analizirati vezu između sočiva i automatskog belog balansa, i objasniti uticaj temperature boje na izlaznu sliku.

 
Šta je Kalibracija Automatskog Belog Balansa?

Automatsko ravnoteženje bijele (AWB) je neophodna funkcija u digitalnim kamerama. Njena glavna zadatak je da automatski prilagodi bojni balans slike pod različitim osvetljenjima kako bi se osiguralo da bijele i druge neutralne boje zadrže svoje prave boje na slici, kompenzirajući varijacije u bojoj temperature izvora svetlosti. AWB omogućava kameri da hvata boje bliže onima koje ljudski oko vidi, a da zadrži prirodne i konzistentne boje, čak i pod mešavinom osvetljenja ili ekstremnim uslovima osvetljenja.

 
Kako funkcionira AWB funkcija?

AWB funkcija radi na osnovu identifikovanja i prilagođavanja bijelih ili neutralnih boja u sliku. Kada modul kamere prati ove oblasti, prilagođava intenzitet kanala RGB (crvena, zelena i plava) kako bi se osiguralo da ove oblasti prikazuju neutralne boje u slici. Ovaj proces uključuje složene algoritme koji analiziraju podatke slike i automatski izračunavaju željene parametre ispravke boja. U nekim naprednim kamerama, algoritmi AWB mogu čak prepoznati i prilagoditi se više izvora svetlosti, uključujući danosvetlo, fluoroescentske lampe, žarulje itd., kako bi se postigla preciznija reprodukcija boja.

Koji su drugi relevantni faktori koji utiču na implementaciju AWB?

Da bi se implementirao AWB, kamera mora da razume kako se boje menjaju pri različitim temperaturama boje. Koncept temperature boje izvodi se iz boje svetla koje emituju crno telo pri različitim temperaturama, obično mereno u Kelvinima, sa različitim vrednostima temperature boje koje odgovaraju različitim izvorima svetla i atmosferama boja. Na primer, temperatura boje danog svetla je oko 5500 K, dok je temperatura boje žarivih lampi oko 2800 K. Cilj AWB-a je da bele objekte koji su uhvaćeni kamerom prikazuje kao pravu belinu na slici pri tim različitim temperaturama boje.

 
Pored ovoga, implementacija AWB zavisi od algoritama procesora signala slike i utiče na karakteristike leća. Stoga, kako bi se postigli najbolji rezultati AWB, izuzetno je važno da postoji sinergija kalibracije između leća i senzora kamere. To uključuje kombinaciju faktora poput materijala leća, filtera, ugla glavnog zraka (CRA) i antirefleksnog obloga leća.

 
Kako leće utiče na AWB?

Leće nije samo optički komponent za slikanje, već i ključni faktor u tačnosti boje. Materijal, dizajn i oblog leća će imati uticaj na svetlost koja prolazi kroz njega, što ulančano utiče na boju svetlosti koju senzor kamere prima, a na kraju utiče na efekat korrekcije AWB algoritma.

• Materijal leća: materijal leće može biti plastika ili staklo, različiti materijali imaju različite osobine prelamanja i disperzije svetlosti, što će promeniti raspodelu talasa svetlosti, time utičući na reprodukciju boja. Na primer, plastične leće mogu više nego staklene leće da uzrokuju kromatsku aberraciju, što zahteva da AWB algoritmi kompenzuju.
• Filteri bojnog spektra: Filteri koji se koriste u lećima određuju koje talase svetlosti mogu da prođu kroz leće na senzor. Kvalitet ovih filtera direktno utiče na ravnotežu boja, posebno prilikom automatske regulacije bijele ravnoteže.
• Glavni ugao zraka (CRA): CRA opisuje ugao pod kojim leće prima svetlost, za širokougle leće, CRA je posebno važan, jer utiče na raspodelu svetlosti na ivicama slike i jednolikost boja. AWB algoritmi moraju uzeti u obzir CRA kako bi osigurali da je ispravljanje boja konstantno širom celog opsega slika.
• Antirefleksne omotnice: Antirefleksne omotnice na lećima se koriste za smanjenje unutrašnjih refleksa leća, poboljšanje proslave svetlosti i smanjenje flara i duga. Kvalitet ovih omotnica direktno utiče na količinu i kvalitet svetlosti koju senzor prima, a time i na performanse AWB.

Da bi se postigli optimalni rezultati AWB, leće treba tačno kalibrirati sa senzorom kamere i ISP-om.

 
Kako izvršiti kalibraciju belog balansa u ugrađenom vizuelnom sistemu?

Kalibracija automatskog belog balansa (AWB) podrazumeva finu prilagodbu Image Signal Processor-a (ISP) kamere i leća koja s njim rade kako bi se kompenzirale varijacije bojnog temperature iz različitih izvora svetlosti i efekti karakteristika leća na boju. Eto detaljnih koraka procesa kalibracije AWB.

1. Izbor bojne temperature i snimanje slike: Prvi korak je da se uzme probna slika u seriji predodređenih bojnih temperaturi, što obično uključuje danosvetlo, fluoresentno, gvozdano, itd. Ovaj korak simulira bojnu temperaturu koju kamera može da upotrebi. Ovaj korak simulira različite osvetljenje okruženja koje kamera može da upotrebi i pruža bazu podataka za nadaljnju kalibraciju.
2. Primena algoritma belog balansa: zatim se algoritam AWB primenjuje na uzete slike. Cilj algoritma je da identifikuje bele ili neutralne zone na slici i prilagodi pojačanje RGB kanala tako da ove zone budu neutralne pri različitim bojnim temperaturama.
3. Kompensacija za karakteristike leća: Pošto karakteristike materijala leća, filtra i protuodblesnih obloga mogu da utiču na reprodukciju boje, ti faktori moraju biti kompenzirani. To obično uključuje prilagođavanje parametara u algoritmu AWB kako bi se ispravili bojni odstupanja izazvana lećem.
4. Detaljna regulacija i optimizacija: Tokom procesa kalibracije može biti potrebno više iteracija da bi se precizno prilagodili parametri algoritma AWB. To uključuje prilagođavanje pragova bojne temperature, optimizaciju brzine reakcije algoritma i osiguravanje bojne konzistencije u različitim uslovima osvetljenja.
5. Validacija i testiranje: Na kraju, efikasnost kalibracije AWB se verifikuje testiranjem kamere u stvarnim uslovima osvetljenja. To uključuje snimanje slika pod prirodnim i umetnim izvorima svetlosti i procenu tačnosti boje i ukupne kvaliteta slike.

Koje primene zahtevaju kalibraciju automatskog ravnoteženja bijele?

Fotografija unutar zgrade

U unutarnjoj fotografiji, fotografi često moraju da rade sa mešavinom izvora svetlosti, kao što je prirodna svetlost mešana sa umetnom. Uloga AWB-a ovdje je da osigura da su boje lica ljudi i scene prirodno usklajene. Tačnim kalibrisanjem algoritma AWB-a, fotograf može smanjiti posao vezan za uredjivanje nakon snimanja i direktno dobiti slike sa dobro uravnoteženim bojama.

Kamera za vozilo u reversu

Kamere za vozilo u reversu rade u različitim periodima dana i pod različitim uslovima osvetljenja. Kalibracija AWB-a poboljšava čistoću i tačnost boja na slikama prilikom voznenja unazad noću ili u oblačne dane. Optimizacijom AWB-a, vozači mogu da dobiju jasan pregled iza vozila u različitim uslovima osvetljenja i poboljšaju sigurnost.

Sinoseen pomaga u inženjerstvu ugrađenog vida za kalibraciju leća i prilagođavanje kamerih modula

U Sinoseen, možemo da pomognemo inženjerima i tehničarima u projektovima sa ugrađenim vidom da izaberu odgovarajuću sočivu i da pronađu odgovarajući kamerinski modul koji će ispunjiti zahteve njihove aplikacije. Pored toga, nudimo i različite usluge prilagođavanja, uključujući, ali ne ograničeno na, dizajn omotača, dizajn na ploči itd. Za više informacija o proizvodima i uslugama Sinoseen, slobodno nas kontaktirajte .

ČPP

1: Zašto mi je potrebna kalibracija AWB za moju sočivu?

Karakteristike sočive, kao što su materijal, filtri i antirefleksne obloge, utiču na svetlost koja prolazi kroz nju i time na reprodukciju boja. Kalibracija AWB sočiva vrši se kako bi se kompenzirale bojne odstupanja uzrokovana ovim faktorima i kako bi se osigurala tačnost i prirodan izgled slika.

 
2: Kako temperatura boje utiče na kvalitet slike?

Temperatura boje određuje boju izvora svetlosti, a različite temperature boje dovode do različitih bojnih atmosfera. Temperatura boje utiče na interpretaciju i reprodukciju boja kod kamere. Na primer, slika uz izvor svetlosti sa niskom temperaturom boje može biti toploj, dok slika uz izvor svetlosti sa visokom temperaturom boje može biti hladna. AWB kompenzira ove promene prilagođavanjem podešavanja temperature boje kamere kako bi se osigurala tačnost boja na slici.