การ head สมดุลสีขาวคืออะไร? ปัจจัยที่มีผลคืออะไรบ้าง？

ไม่ว่าจะอยู่ในร่มหรือนอกบ้าน ตอนพระอาทิตย์ขึ้นหรือตก สถานการณ์แสงที่แตกต่างกันจะมีผลต่อความแม่นยำของสีในภาพต่างกัน การปรับสมดุลแสงขาวอัตโนมัติ (AWB) ซึ่งเป็นฟังก์ชันสำคัญในหน่วยประมวลผลสัญญาณภาพ (ISP) มีหน้าที่หลักคือการฟื้นฟูสีจริงของฉากภายใต้สภาพแสงที่เปลี่ยนแปลง การตั้งค่า AWB ให้ถูกต้องมีความสำคัญต่อคุณภาพของภาพที่ออกมาจากโมดูลกล้องฝังตัว ซึ่งส่งผลต่อหลายแง่มุม เช่น ความละเอียดของเซนเซอร์ ขนาดพิกเซล สภาพแสง และการเลือกเลนส์ ต่างจากดวงตาของมนุษย์ ซึ่งสามารถปรับตัวอัตโนมัติต่ออุณหภูมิสีที่แตกต่างกันเพื่อสมดุลสีต่าง ๆ เลนส์กล้องจำเป็นต้องจำลองกระบวนการนี้ผ่าน 'การปรับสมดุลแสงขาว' เพื่อให้แน่ใจว่าภาพที่ออกมามีความเป็นธรรมชาติมากที่สุด

 
ในแอปพลิเคชันวิชั่นที่ฝังอยู่ ความสามารถในการสร้างสีของเลนส์ไม่ได้เหมือนกันเสมอไป และจำเป็นต้องมีการสอบเทียบสมดุลแสงขาวอัตโนมัติที่เหมาะสม ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกแนวคิดหลักเกี่ยวกับการสอบเทียบสมดุลแสงขาวอัตโนมัติ วิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างเลนส์และสมดุลแสงขาวอัตโนมัติ และอธิบายผลกระทบของอุณหภูมิสีต่อผลลัพธ์ของภาพ

 
อะไรคือการสอบเทียบสมดุลแสงขาวอัตโนมัติ?

ฟีเจอร์การปรับสมดุลแสงสีขาวอัตโนมัติ (AWB) เป็นฟีเจอร์ที่ควรมีในกล้องดิจิตอล หน้าที่หลักคือการปรับสมดุลสีของภาพอัตโนมัติภายใต้สภาพแสงที่แตกต่างกัน เพื่อให้แน่ใจว่าสีขาวและสีกลางอื่น ๆ ยังคงรักษาสีแท้ในภาพ โดยชดเชยความแปรปรวนของอุณหภูมิสีของแหล่งกำเนิดแสง AWB ช่วยให้กล้องบันทึกสีได้ใกล้เคียงกับสิ่งที่ตาคนมองเห็น และรักษาสีที่เป็นธรรมชาติและสม่ำเสมอ แม้ภายใต้แสงผสมหรือสภาพแสงที่รุนแรง สีที่เป็นธรรมชาติและสม่ำเสมอแม้ภายใต้แหล่งกำเนิดแสงที่ผสมผสานหรือสภาพแสงที่รุนแรง

 
ฟังก์ชัน AWB ทำงานอย่างไร?

ฟังก์ชัน AWB ทำงานโดยการระบุและปรับพื้นที่สีขาวหรือสีกลางในภาพ เมื่อโมดูลกล้องตรวจจับพื้นที่เหล่านี้ จากนั้นปรับความเข้มของช่องสัญญาณ RGB (แดง เขียว และน้ำเงิน) เพื่อให้แน่ใจว่าพื้นที่เหล่านี้แสดงสีเป็นกลางในภาพ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับอัลกอริธึมที่ซับซ้อนซึ่งวิเคราะห์ข้อมูลภาพและคำนวณค่าการแก้ไขสีที่ต้องการโดยอัตโนมัติ ในระบบกล้องขั้นสูงบางรุ่น อัลกอริธึม AWB สามารถรู้จำและปรับตัวตามแหล่งกำเนิดแสงหลายแบบได้ เช่น แสงแดด หลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดไส้ ฯลฯ เพื่อให้ได้การสร้างสีที่แม่นยำยิ่งขึ้น

ปัจจัยอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องซึ่งส่งผลต่อการใช้งาน AWB มีอะไรบ้าง?

เพื่อที่จะใช้งาน AWB กล้องจำเป็นต้องเข้าใจว่าสีเปลี่ยนแปลงอย่างไรในอุณหภูมิสีต่าง ๆ แนวคิดของอุณหภูมิสีมาจากสีของแสงที่ปล่อยออกมาจากตัวแผ่รังสีสีดำ (blackbody radiators) ในอุณหภูมิต่าง ๆ โดยปกติจะวัดเป็นเคลวิน โดยที่ค่าอุณหภูมิสีแต่ละค่าจะสอดคล้องกับแหล่งกำเนิดแสงและบรรยากาศสีต่าง ๆ ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิสีของแสงธรรมชาติอยู่ที่ประมาณ 5500 K ในขณะที่อุณหภูมิสีของหลอดไฟฟ้าแสงสว่างอยู่ที่ประมาณ 2800 K จุดประสงค์ของ AWB คือการทำให้วัตถุสีขาวที่ถูกบันทึกโดยกล้องปรากฏเป็นสีขาวแท้ในภาพภายใต้อุณหภูมิสีต่าง ๆ เหล่านี้

 
นอกจากนี้ การใช้งาน AWB ขึ้นอยู่กับอัลกอริทึมของโปรเซสเซอร์สัญญาณภาพ และได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติของเลนส์ ดังนั้น เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ AWB ที่ดีที่สุด การปรับเทียบประสานระหว่างเลนส์และเซ็นเซอร์กล้องจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งรวมถึงปัจจัยหลายประการ เช่น วัสดุของเลนส์ ฟิลเตอร์ มุมรังสีหลัก (CRA) และชั้นเคลือบป้องกันแสงสะท้อนของเลนส์

 
เลนส์มีผลต่อ AWB อย่างไร?

เลนส์ไม่เพียงแต่เป็นองค์ประกอบทางแสงสำหรับการสร้างภาพ แต่ยังเป็นปัจจัยสำคัญในเรื่องความแม่นยำของสี วัสดุ การออกแบบ และชั้นเคลือบของเลนส์จะมีผลต่อแสงที่ผ่านเข้ามา ซึ่งจะส่งผลต่อสีของแสงที่เซ็นเซอร์กล้องรับไว้ และในที่สุดจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของการแก้ไขของอัลกอริทึม AWB

• วัสดุของเลนส์:วัสดุของเลนส์สามารถเป็นพลาสติกหรือกระจก วัสดุที่แตกต่างกันมีคุณสมบัติการหักเหและการกระจายแสงที่แตกต่างกัน ซึ่งจะเปลี่ยนการกระจายตัวของความยาวคลื่นของแสง ส่งผลต่อการจำลองสี เช่น เลนส์พลาสติกอาจเกิดความผิดเพี้ยนของสีได้ง่ายกว่าเลนส์กระจก ซึ่งต้องใช้ขั้นตอนวิธี AWB มาชดเชย
• กรองสเปกตรัมสี:ตัวกรองที่ใช้ในเลนส์กำหนดว่าความยาวคลื่นใดของแสงสามารถผ่านเลนส์ไปยังเซนเซอร์ได้ คุณภาพของตัวกรองเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อสมดุลของสี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการปรับสมดุลแสงขาวอัตโนมัติ
• มุมรังสีหลัก (CRA):CRA บรรยายถึงมุมที่เลนส์รับแสง สำหรับเลนส์มุมกว้าง CRA มีความสำคัญเป็นพิเศษ เพราะมันส่งผลต่อการกระจายของแสงบริเวณขอบของภาพและความสม่ำเสมอของสี ขั้นตอนวิธี AWB จำเป็นต้องพิจารณา CRA เพื่อให้มั่นใจว่าการแก้ไขสีจะคงที่ตลอดช่วงของภาพ
• เคลือบป้องกันแสงสะท้อน:การเคลือบผิวเพื่อลดแสงสะท้อนบนเลนส์ใช้เพื่อลดแสงสะท้อนภายในเลนส์ เพิ่มการส่งผ่านแสง และลดแสงแฟลร์และเงาหลอก คุณภาพของเคลือบผิวเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อปริมาณและความคมชัดของแสงที่เซ็นเซอร์รับได้ และดังนั้นจึงส่งผลต่อประสิทธิภาพของการปรับสมดุลแสงขาวอัตโนมัติ (AWB)

เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ AWB ที่เหมาะสม เลนส์จำเป็นต้องถูกปรับเทียบกับเซ็นเซอร์กล้องและ ISP อย่างแม่นยำ

 
วิธีการ Head ในการทำibration การปรับสมดุลแสงขาวในระบบวิชั่นแบบฝัง?

การปรับเทียบการปรับสมดุลแสงขาวอัตโนมัติ (AWB) ประกอบด้วยการปรับแต่งรายละเอียด Image Signal Processor (ISP) ของกล้องและการทำงานร่วมกับเลนส์ เพื่อชดเชยความแปรปรวนของอุณหภูมิสีจากแหล่งกำเนิดแสงต่าง ๆ และผลกระทบของคุณสมบัติของเลนส์ต่อสี ต่อไปนี้คือขั้นตอนโดยละเอียดของกระบวนการปรับเทียบ AWB

1. การเลือกอุณหภูมิสีและการจับภาพ:ขั้นตอนแรกคือการจับภาพทดสอบที่ชุดอุณหภูมิสีที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซึ่งโดยทั่วไปจะรวมถึงแสงธรรมชาติ แสงฟลูออเรสเซนต์ แสงไส้หลอด เป็นต้น ขั้นตอนนี้จำลองอุณหภูมิสีที่กล้องอาจพบเจอ ขั้นตอนนี้จำลองสภาพแวดล้อมแสงต่าง ๆ ที่กล้องอาจพบเจอและให้ฐานข้อมูลสำหรับการสอบเทียบในลำดับถัดไป
2. การใช้งานอัลกอริธึมบาลานซ์สีขาว:ต่อมา อัลกอริธึม AWB จะถูกนำไปใช้กับภาพที่จับได้ วัตถุประสงค์ของอัลกอริธึมคือการระบุพื้นที่สีขาวหรือเป็นกลางในภาพและปรับค่าเพิ่มของช่องสัญญาณ RGB เพื่อให้พื้นที่เหล่านี้แสดงผลเป็นกลางที่อุณหภูมิสีต่าง ๆ
3. การชดเชยคุณสมบัติของเลนส์:เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุเลนส์ ฟิลเตอร์ และโค้ทต้านการสะท้อนสามารถส่งผลกระทบต่อการสร้างสี ปัจจัยเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการชดเชย ซึ่งโดยปกติจะเกี่ยวข้องกับการปรับพารามิเตอร์ในอัลกอริธึม AWB เพื่อแก้ไขความเบี่ยงเบนของสีที่เกิดจากเลนส์
4. การปรับแต่งและการเพิ่มประสิทธิภาพ:ในระหว่างกระบวนการ headjustment อาจจำเป็นต้องมีการวนซ้ำหลายครั้งเพื่อปรับแต่งพารามิเตอร์ของอัลกอริทึม AWB ให้ละเอียดยิ่งขึ้น ซึ่งรวมถึงการปรับค่า порогอุณหภูมิสี การเพิ่มประสิทธิภาพความเร็วในการตอบสนองของอัลกอริทึม และการรับรองความสม่ำเสมอของสีภายใต้เงื่อนไขแสงที่แตกต่างกัน
5. การตรวจสอบและทดสอบ:ในที่สุด ประสิทธิภาพของการ headjustment AWB จะได้รับการยืนยันโดยการทดสอบกล้องภายใต้เงื่อนไขแสงจริง ซึ่งรวมถึงการจับภาพภายใต้แหล่งกำเนิดแสงธรรมชาติและแสงประดิษฐ์ และประเมินความแม่นยำของสีและคุณภาพภาพรวมของภาพ

แอปพลิเคชันใดที่ต้องการการ headjustment สมดุลสีขาวอัตโนมัติ?

การถ่ายภาพในร่ม

ในการถ่ายภาพในร่ม ช่างภาพมักต้องทำงานกับแหล่งกำเนิดแสงที่หลากหลาย เช่น แสงธรรมชาติที่ผสมกับแสงประดิษฐ์ บทบาทของ AWB ในกรณีนี้คือการรับรองว่าสีผิวของคนและสีของฉากจะประสานกันอย่างเป็นธรรมชาติ โดยการปรับเทียบ AWB อย่างแม่นยำ ช่างภาพสามารถลดภาระงานแก้ไขหลังการถ่ายและได้รับภาพที่มีสมดุลสีที่ดีโดยตรง

กล้องถอยหลังรถยนต์

กล้องถอยหลังรถยนต์ทำงานในเวลาต่างๆ ของวันและภายใต้สภาพแสงที่แตกต่างกัน การปรับเทียบ AWB ช่วยเพิ่มความชัดเจนและความแม่นยำของสีในภาพเมื่อถอยหลังในเวลากลางคืนหรือในวันที่มีเมฆ โดยการปรับปรุง AWB ผู้ขับขี่สามารถมองเห็นทิศทางด้านหลังได้อย่างชัดเจนในสภาพแสงต่างๆ และเพิ่มความปลอดภัย

Sinoseen ช่วยพัฒนาวิศวกรรมวิชั่นแบบฝังสำหรับการสอบเทียบเลนส์และการปรับแต่งโมดูลกล้อง

ที่ Sinoseen เราสามารถช่วยเหลือวิศวกรและเทคนิคการมองเห็นแบบฝังตัวในการเลือกลำโพงที่เหมาะสมและจับคู่โมดูลกล้องให้ตรงกับความต้องการของแอปพลิเคชันของพวกเขา นอกจากนี้เรายังให้บริการปรับแต่งหลากหลายรูปแบบ เช่น การออกแบบโครงสร้าง การออกแบบบนบอร์ด เป็นต้น สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์และบริการของ Sinoseenโปรดติดต่อเราได้โดยไม่ต้องกังวล.

คำถามที่พบบ่อย

1: ทำไมฉันถึงต้องการการสอบเทียบ AWB สำหรับเลนส์ของฉัน?

ลักษณะเฉพาะของเลนส์ เช่น วัสดุ ฟิลเตอร์ และโค้ทต้านการสะท้อน ส่งผลต่อแสงที่ผ่านเข้ามาและทำให้การสืบคืนสีเปลี่ยนไป การสอบเทียบ AWB ของเลนส์ทำเพื่อชดเชยความเบี่ยงเบนของสีที่เกิดจากปัจจัยเหล่านี้และเพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำและความเป็นธรรมชาติของภาพ

 
2: อุณหภูมิสีมีผลต่อคุณภาพของภาพอย่างไร?

อุณหภูมิสีกำหนดสีของแหล่งกำเนิดแสง และอุณหภูมิสีที่แตกต่างกันจะสร้างบรรยากาศของสีที่แตกต่างกัน อุณหภูมิสีมีผลต่อการแปลความหมายและการจำลองสีของกล้อง ตัวอย่างเช่น ภาพถ่ายภายใต้แหล่งกำเนิดแสงที่มีอุณหภูมิสีต่ำอาจดูอบอุ่น ในขณะที่ภาพถ่ายภายใต้แหล่งกำเนิดแสงที่มีอุณหภูมิสีสูงอาจดูเย็น AWB (Auto White Balance) ชดเชยความแปรปรวนเหล่านี้โดยการปรับตั้งค่าอุณหภูมิสีของกล้องเพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำของสีในภาพ