Monokroma kontra färgkameramoduler: Varför är monokroma kameramoduler bättre i inbäddad syn?

Ett av de viktiga kriterierna vi använder när vi väljer en inbäddad visionskamera är chroma-typen. Det finns två vanliga typer av färgkameror: svartvita kameror och färgkameror. Vi använder ofta färgkameror för att spela in färgglada bilder i vårt dagliga liv. Detta betyder dock inte nödvändigtvis att färgkameror är överlägsna svartvita kameror.

Monokroma kameror är specialiserade på att ta gråskalebilder, medan färgkameror tar fullfärgsbilder. För individuella tillämpningar med inbyggd vision,Svartvita monokroma kamerorär en mer praktisk och effektiv lösning eftersom de kan ta mer detaljerade bilder i miljöer med svagt ljus. Låt oss ta en närmare titt på färgkameror och monokroma kameror för att se skillnaderna och varför det är bättre att använda monokroma kameror än färgkameror för inbäddad syn.

Vad är en färgkameramodul? Hur fungerar det?

En färgkameramodul är en kamera som fångar och genererar en fullfärgsbild. Den använder pixelpunkter på sensorn för att fånga ljus med en specifik våglängd och omvandlar ljusinformationen till färginformation med hjälp av en färgfiltermatris (CFA). Färgkameror fotograferar snabbare än monokroma kameror. I svagt ljus kan färgkameramoduler ha problem som brist på klarhet och detaljrikedom. Detta beror på att färgfiltermatrisen minskar mängden ljus som når sensorn.

Färgkameramoduler använder vanligtvis en CFA med omväxlande röda, gröna och blå filter i ett Bayer-läge. Bayer-läget fångar endast 1/3 av det infallande ljuset per pixel, och resten av färgerna som inte matchar läget filtreras automatiskt. Detta läge kräver också rekonstruktion av en komplett pankromatisk bild med hjälp av en de-mosaicing-algoritm som kombinerar känslighetspunkterna för att producera en pankromatisk pixel, dvs. endast en färg mäts vid någon känslighetspunkt, och resten härleds genom slutsats.

Färgkameror är vanligtvis billigare än monokroma kameror och används oftare i fotografier, smartphones och applikationer som kräver färgigenkänning och färginformation för masskonsumentmarknaden.

Vad är en monokrom kameramodul?

Tidigare hade vi en del information omSvarta och vita kameror. Till skillnad från färgkameror, som är specialiserade på att ta gråskalebilder, kan monokroma kameror fånga allt infallande ljus eftersom CFA inte används. Både rött, grönt och blått absorberas. Därför är mängden ljus tre gånger så stor som en färgkamera, samtidigt som det inte behövs några algoritmer för att ta bort mosaiken för att förfina bilden. Därför har monokroma kameror bättre prestanda än färgkameror i svagt ljus.

Skillnader mellan färgkameror och monokroma kameror

Färgkameror och monokroma kameror är två olika sätt att ta bilder. Nedan jämför vi skillnaderna mellan de två när det gäller bildkvalitet, ljuskänslighet och upplösning:

Bildkvalitet:På grund av frånvaron av färgfilteruppsättningar kan monokroma kameror ta skarpare, mer detaljerade bilder än färgkameror, särskilt i svagt ljus. Omvänt kan färgkameror ta fullfärgsbilder, vilket är viktigt för applikationer som kräver färginformation.

Ljuskänslighet:Eftersom det inte finns något färgfilter är monokroma kameror känsligare för ljus och tar emot mer ljus än färgkameror. Som ett resultat har de bästa monokroma kameramodulerna bättre prestanda i svagt ljus än färgkameror.

Resolution:Monokroma kameror har en högre upplösning än färgkameror. Detta beror på det faktum att varje pixel i en monokrom kamera fångar allt ljus som kommer.

Varför är monokroma kameror bättre än färgkameror i inbäddad syn?

Applikationer för inbäddat seende kräver mer exakta bilddetaljer och snabbare bearbetningshastigheter. Så varför är monokroma kameror bättre i inbäddad syn? Vi kan sammanfatta följande fördelar:

1. Monokroma kameror presterar bättre i svagt ljus
2. Monokroma kameraalgoritmer är noggrant optimerade
3. Monokroma sensorer har i sig högre bildfrekvenser

Låt oss utveckla detta nedan.

Bättre prestanda i svagt ljus

Den största skillnaden mellan färgkameror och monokroma kameror är att monokroma kameror inte har en färgfiltermatris (CFA). Genom att ta bort färgfiltren gör du en monokrom kamera mer känslig för ljus och tar emot mer ljus.
Dessutom är färgkameror vanligtvis utrustade med infraröda cut-off-filter för att förhindra en mängd olika problem med kromatisk aberration som orsakas av reaktionen mellan de tre primärfärgerna och ljusvåglängder nära infrarött.
Eftersom monokroma kameror inte har både CFA- och IR-cutoff-filter kan sensorn detektera ett bredare spektralområde och ta emot mer ljus. Detta innebär att monokroma kameror kan prestera extremt bra i svagt ljus.

Snabbare algoritmer

Färgkameror är inte lämpliga för inbäddade visionsapplikationer baserade på edge Ai på grund av deras komplexa bildbyggnadsalgoritmer.
Tvärtom kan många av algoritmerna i monokroma kameror användas för att upptäcka objekt, förutsäga objekt och andra tillämpningar med hjälp av visionsmodeller.

Högre bildfrekvens

Monokroma kamerasensorpixlar är mindre än färgkameror. I färgkameror är mängden data som ska bearbeta samma bild högre och bearbetningstiden är längre än i monokroma digitalkameror, vilket resulterar i långsammare bildhastigheter. Tvärtom har monokroma kameror snabbare bearbetning och högre bildhastighet.

Här kan vi dra slutsatsen att när man bearbetar samma bilddata i enskilda applikationer för inbäddad syn är bearbetningshastigheten, prestandan i svagt ljus och bildfrekvensen för monokroma kameror högre och bättre än för färgkameror, och därför är det bättre att använda monokroma kameror än färgkameror i enskilda applikationer för inbäddad syn.

Användningsområden för monokroma kameramoduler

Låt oss utforska några applikationer för inbäddat seende som inte specifikt kräver färginformation och se hur en monokrom kamera kan göra skillnad.

Automatisk nummerplåtsigenkänning (ANPR)

I intelligenta transportsystem behöver vi ofta identifiera överträdelser genom att fånga registreringsskyltar. Det första vi kan klargöra är att vi inte behöver färginformation, vi behöver bara snabbt fånga bilden och sedan analysera den för att läsa fordonsinformationen genom OCR (Optical Character Recognition). Oavsett om det är dag eller natt. Därför kan monokroma digitalkameror med hög känslighet och stark prestanda i svagt ljus slutföra denna applikation väl. Enskilda områden där igenkänning av färgplattor krävs måste dock fortfarande använda färgkameror.

QInspektion av

I industriella automationsapplikationer där kameror används för att upptäcka om ett föremål är skadat eller inte, kan monokroma kameror användas. Detta används ofta i fabriker för att säkerställa att produktens kvalitet är tillfredsställande.

Slutsats

Sammanfattningsvis har både monokroma kameror och färgkameror sina egna fördelar och begränsningar. Fler applikationer och våra behov är olika, jag måste kombinera den faktiska situationen för att göra ett val. Monokrom kamera i svagt ljus är stark och kan ta tydliga, detaljerade bilder i miljöer med svagt ljus, men kostnaden är högre och det går inte att ta färgbilder. Färgkameror kan ta fullfärgsbilder, men har låg ljuskänslighet och kan ge otydliga, odetaljerade bilder i svagt ljus.

Vi hoppas att den här artikeln har gett dig en första förståelse för skillnaderna mellan monokroma kameror och färgkameror, och en uppfattning om vilka typer av applikationer där monokroma kameror är lämpliga. Till exempel, i applikationer där färgutmatning inte är ett problem, utan snarare känslighet och prestanda i svagt ljus, bör en monokrom kamera användas.

Självklart finns Sinoseen alltid tillgängliga för att hjälpa dig om du behöver hjälp, och med mer än 15 års erfarenhet som leverantör avOEM-kameralösningarhar Sinoseen ett brett utbud av monokroma kameror med olika konfigurationer och parametrar för varje applikation. Kontakta oss gärna om du behöver hjälp.