โมโนโครมกับโมดูลกล้องสี: ทำไมโมดูลกล้องโมโนโครมถึงดีกว่าในวิชั่นฝังตัว?

หนึ่งในเกณฑ์สำคัญที่เราใช้เมื่อเลือกกล้องวิชั่นฝังตัวคือประเภทของโครมา มีกล้องโครมาสองประเภทที่พบบ่อย ได้แก่ กล้องขาวดำและกล้องสี เราใช้กล้องสีในการบันทึกภาพที่มีสีสันในชีวิตประจำวันของเรา อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้หมายความว่ากล้องสีดีกว่ากล้องขาวดำเสมอไป

กล้องโมโนโครมเชี่ยวชาญในการจับภาพแบบyscale ในขณะที่กล้องสีจับภาพที่มีสีเต็มรูปแบบ สำหรับแอปพลิเคชันวิชั่นฝังตัวแต่ละประเภท กล้องโมโนโครมขาวดำ เป็นทางเลือกที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพมากกว่า เพราะสามารถจับภาพที่มีรายละเอียดมากขึ้นในสภาพแวดล้อมแสงน้อย ลองมาดูกันใกล้ชิดถึงกล้องสีและกล้องโมโนโครมเพื่อดูความแตกต่าง และเหตุใดการใช้กล้องโมโนโครมจึงดีกว่ากล้องสีสำหรับวิชั่นฝังตัว

อะไรคือโมดูลกล้องสี? มันทำงานอย่างไร?

โมดูลกล้องสีเป็นกล้องที่จับภาพและสร้างภาพสีเต็มรูปแบบ มันใช้จุดพิกเซลบนเซนเซอร์เพื่อจับแสงของความยาวคลื่นเฉพาะและแปลงข้อมูลแสงเป็นข้อมูลสีโดยใช้ชุดกรองสี (Color Filter Array หรือ CFA) กล้องสีถ่ายภาพได้เร็วกว่ากล้องขาวดำ ในสภาพแสงน้อย โมดูลกล้องสีอาจมีปัญหา เช่น ขาดความชัดเจนและความละเอียด เพราะชุดกรองสีลดปริมาณแสงที่เข้าถึงเซนเซอร์

โมดูลกล้องสีทั่วไปจะใช้ CFA ที่มีฟิลเตอร์สีแดง เขียว และน้ำเงินสลับกันในโหมด Bayer โหมด Bayer จะจับแสงที่ตกกระทบได้เพียง 1/3 ของแสงต่อพิกเซล และแสงสีอื่นๆ ที่ไม่ตรงกับโหมดจะถูกกรองออก นอกจากนี้ โหมดนี้ยังจำเป็นต้องสร้างภาพแพนโครมาติกแบบสมบูรณ์โดยใช้ขั้นตอนวิธีการ de-mosaicing ที่รวมจุดความไวเพื่อสร้างพิกเซลแพนโครมาติก ซึ่งหมายความว่าจะมีการวัดเพียงสีเดียวที่แต่ละจุดความไว และสีอื่นๆ จะถูกอนุมานออกมา

กล้องสีมักจะมีราคาถูกกว่ากล้องโมโนโครมและถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในงานถ่ายภาพ สมาร์ทโฟน และแอปพลิเคชันที่ต้องการการรู้จำสีและการให้ข้อมูลสีสำหรับตลาดผู้บริโภคทั่วไป

อะไรคือโมดูลกล้องโมโนโครม?

ก่อนหน้านี้เรามีข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับ กล้องขาวดำ ไม่เหมือนกับกล้องสี ซึ่งมีความเชี่ยวชาญในการจับภาพภาพในรูปแบบayscale กล้องโมโนโครมสามารถจับแสงทั้งหมดที่ตกกระทบได้ เนื่องจากไม่ได้ใช้ CFA (Color Filter Array) แสงสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินจะถูกดูดซึมทั้งหมด ปริมาณของแสงที่ได้รับจึงมากกว่ากล้องสีสามเท่า และไม่จำเป็นต้องใช้อลกอริธึมการ de-mosaicing เพื่อปรับแต่งภาพ ดังนั้นกล้องโมโนโครมจึงมีประสิทธิภาพดีกว่ากล้องสีในสภาพแสงน้อย

ความแตกต่างระหว่างกล้องสีและกล้องโมโนโครม

กล้องสีและกล้องโมโนโครมเป็นสองวิธีที่แตกต่างกันในการจับภาพ ด้านล่างนี้เราจะเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างทั้งสองในแง่ของคุณภาพของภาพ ความไวต่อแสง และความละเอียด:

คุณภาพภาพ: เนื่องจากไม่มีการใช้กรองสี กล้องโมโนโครมสามารถจับภาพที่คมชัดและมีรายละเอียดมากกว่ากล้องสี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแสงน้อย ในทางกลับกัน กล้องสีสามารถจับภาพที่มีสีเต็ม ซึ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่ต้องการข้อมูลเกี่ยวกับสี

ความรู้สึกต่อแสง เนื่องจากไม่มีฟิลเตอร์สีเรียงราย กล้องโมโนโครมจึงไวต่อแสงมากกว่าและรับแสงได้มากกว่ากล้องสี ดังนั้น กล้องโมโนโครมที่ดีที่สุดจะมีประสิทธิภาพการทำงานในสภาพแสงน้อยดีกว่ากล้องสี

ความละเอียด: กล้องโมโนโครมมีความละเอียดสูงกว่ากล้องสี เนื่องจากแต่ละพิกเซลของกล้องโมโนโครมจับแสงทั้งหมดที่มาถึง

ทำไมกล้องโมโนโครมถึงดีกว่ากล้องสีในวิชั่นฝังตัว?

แอปพลิเคชันวิชั่นฝังตัวต้องการรายละเอียดของภาพที่แม่นยำกว่าและต้องการความเร็วในการประมวลผลที่เร็วกว่า แล้วทำไมกล้องโมโนโครมถึงดีกว่าในวิชั่นฝังตัว? เราสามารถสรุปข้อได้เปรียบดังนี้:

1. กล้องโมโนโครมทำงานได้ดีกว่าในสภาพแสงน้อย
2. อัลกอริธึมของกล้องโมโนโครมได้รับการปรับแต่งอย่างพิถีพิถัน
3. เซนเซอร์โมโนโครมมีเฟรมเรตสูงขึ้นตามธรรมชาติ

ลองขยายความเพิ่มเติมด้านล่างนี้

ประสิทธิภาพการทำงานในสภาพแสงน้อยดีกว่า

ความแตกต่างหลักระหว่างกล้องสีและกล้องโมโนโครมคือ กล้องโมโนโครมไม่มีฟิลเตอร์สี (CFA) หากนำฟิลเตอร์สีออก กล้องโมโนโครมจะไวต่อแสงมากขึ้นและรับแสงได้มากขึ้น
นอกจากนี้ กล้องสีมักจะมีฟิลเตอร์ตัดอินฟราเรดเพื่อป้องกันปัญหาการบิดเบือนของสีที่เกิดจากปฏิกิริยาของสามสีหลักกับคลื่นแสงในช่วงใกล้อินฟราเรด
เนื่องจากกล้องโมโนโครมไม่มีทั้ง CFA และฟิลเตอร์ตัด IR เซนเซอร์สามารถตรวจจับช่วงสเปกตรัมที่กว้างขึ้นและรับแสงได้มากขึ้น ซึ่งหมายความว่ากล้องโมโนโครมสามารถทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในสภาพแสงน้อย

อัลกอริธึมที่เร็วขึ้น

กล้องสีไม่เหมาะสำหรับการใช้งานวิชั่นฝังตัวที่พัฒนาบน Edge AI เนื่องจากอัลกอริธึมในการสร้างภาพที่ซับซ้อน
ในทางตรงกันข้าม อัลกอริธึมหลายอย่างของกล้องโมโนโครมสามารถใช้ในการตรวจจับวัตถุ การทำนายวัตถุ และแอปพลิเคชันอื่น ๆ ที่ใช้แบบจำลองวิชั่นได้

เฟรมเรทที่สูงกว่า

พิกเซลของเซนเซอร์กล้องขาวดำมีขนาดเล็กกว่ากล้องสี ในกล้องสี ปริมาณข้อมูลที่ต้องประมวลผลสำหรับภาพเดียวกันจะมากกว่าและใช้เวลาประมวลผลนานกว่าในกล้องดิจิทัลขาวดำ ส่งผลให้อัตราเฟรมช้าลง ในทางตรงกันข้าม กล้องขาวดำมีการประมวลผลเร็วขึ้นและมีอัตราเฟรมสูงกว่า

จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่า เมื่อประมวลผลข้อมูลภาพเดียวกันในแอปพลิเคชันวิชั่นแบบฝังตัวแต่ละรายการ ความเร็วในการประมวลผล การทำงานในแสงน้อย และอัตราเฟรมของกล้องขาวดำจะสูงกว่าและดีกว่ากล้องสี ดังนั้นจึงเหมาะสมกว่าที่จะใช้กล้องขาวดำแทนกล้องสีในแอปพลิเคชันวิชั่นแบบฝังตัวแต่ละรายการ

แอปพลิเคชันสำหรับโมดูลกล้องขาวดำ

มาสำรวจแอปพลิเคชันวิชั่นแบบฝังตัวบางอย่างที่ไม่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลสี และดูว่ากล้องขาวดำสามารถทำให้เกิดความแตกต่างได้อย่างไร

การจดจำหมายเลขแผ่นป้ายทะเบียนอัตโนมัติ (ANPR)

ในระบบการขนส่งอัจฉริยะ เราจำเป็นต้องระบุการละเมิดโดยการจับภาพป้ายทะเบียนรถยนต์ การยืนยันข้อแรกที่เราสามารถทำได้คือเราไม่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลสี แต่เพียงแค่จับภาพอย่างรวดเร็วแล้วทำการวิเคราะห์เพื่ออ่านข้อมูลของรถผ่าน OCR (Optical Character Recognition) ไม่ว่าจะเป็นกลางวันหรือกลางคืน ดังนั้นกล้องดิจิทัลแบบโมโนโครมซึ่งมีความไวแสงสูงและประสิทธิภาพการทำงานในสภาพแสงน้อยที่ดีสามารถตอบโจทย์การใช้งานนี้ได้เป็นอย่างดี อย่างไรก็ตาม ในพื้นที่เฉพาะที่ต้องการการรู้จำป้ายทะเบียนด้วยสี ก็ยังคงต้องใช้กล้องสี

Q การตรวจสอบคุณภาพ

ในแอปพลิเคชันอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมที่ใช้กล้องในการตรวจจับวัตถุว่าเสียหายหรือไม่ สามารถใช้กล้องโมโนโครมได้ สิ่งนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในโรงงานเพื่อให้มั่นใจว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์นั้นเหมาะสม

สรุป

สรุปได้ว่า กล้องทั้งแบบโมโนโครมและสีมีข้อดีและข้อจำกัดเป็นของตัวเอง การใช้งานและความต้องการของเราแตกต่างกัน เราจึงจำเป็นต้องพิจารณาตามสถานการณ์จริงเพื่อเลือกให้เหมาะสม กล้องโมโนโครมมีประสิทธิภาพการทำงานในแสงน้อยที่ดีเยี่ยม สามารถจับภาพที่ชัดเจนและละเอียดแม้อยู่ในสภาพแวดล้อมที่แสงน้อย แต่มีค่าใช้จ่ายสูงกว่า และไม่สามารถจับภาพสีได้ ในขณะที่กล้องสีสามารถถ่ายภาพสีเต็มได้ แต่มีความไวต่อแสงน้อย และอาจทำให้เกิดภาพที่ไม่ชัดเจนหรือขาดรายละเอียดในสภาพแสงน้อย

เราหวังว่าบทความนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างกล้องโมโนโครมและกล้องสี และแนวคิดเกี่ยวกับประเภทของการใช้งานที่เหมาะสมสำหรับกล้องโมโนโครม เช่น ในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องใช้ภาพสี แต่เน้นที่ความไวต่อแสงและการทำงานในแสงน้อย ควรใช้กล้องโมโนโครม

แน่นอนว่า Sinoseen พร้อมให้ความช่วยเหลือคุณเสมอหากคุณต้องการความช่วยเหลือ และด้วยประสบการณ์มากกว่า 15 ปีในฐานะผู้จัดจำหน่าย โซลูชันกล้อง OEM Sinoseen มีกล้องสีเดียวหลากหลายรุ่นที่มีการตั้งค่าและพารามิเตอร์แตกต่างกันสำหรับทุกการใช้งาน กรุณาติดต่อเราหากคุณต้องการความช่วยเหลือใด ๆ