Ano ang definisyon ng isang madilim na anggulo? Paano icorrect sa mga aplikasyon ng embedded vision?

Ang mabilis na pag-unlad ng mga platform para sa pamamahala ng imahe ay nagbigay ng bagong dagdag sa larangan, nag-aalok ng tiyak at murang mga solusyon para sa embedded vision sa iba't ibang market. Ang mga platform na ito ay nagpapabuti sa kalidad ng imahe sa pamamagitan ng mga teknik tulad ng pagpapabuti, pagbabalik, encoding, at kompresyon, na kabilang dito ang pagtumpos sa ilaw, pagbabago sa laki ng imahe (digital zoom), deteksyon ng edge, at pagsusuri sa mga algoritmo ng segmentation. Sa mga aplikasyong ito, ang CMOS image sensors ay naging pinakamaraming ginagamit na uri ng image sensor, nahahawak ang liwanag upang gawing pixel array na nagiging pundasyon para sa susunod na pamamahala ng imahe.

Gayunpaman, pumipili ng tamang lente upang ilapat sa kamera module para sa pinakamahusay na pagkuha at pamamalakad ng imahe ay isang mahihirap na proseso. Kinakailangan ito ng pagtukoy sa wastongfield of view (FOV), pagpili sa pagitan ng fixed focus o autofocus, at pagsasaayos ng working distance. Sa dagdag pa rito, ang mga optical na fenomena tulad ng lens vignetting at mga isyu sa white balance ay maaaring magdulot ng pagkakaaway sa output ng imahe, na nakakaapekto sa huling visual na kalidad.

Sa artikulong ito, tatalkin namin ang konsepto ng lens vignetting, analisin ang mga sanhi nito, at ipapresenta ang praktikal na solusyon upang tulungan ang mga gumagamit ng embedded camera naalisin ang isyung ito sa kalidad ng imahe.

Ano ang lens vignetting?

Ang lens vignetting ay tumutukoy sa paulatuloy na pagbaba ng liwanag o saturasyon mula sa sentro patungo sa mga gilid o sulok ng isang imahe. Tinatawag ding shading, light fall-off, o luminance shading, ang saklaw ng vinnieting ay madalas na sukatin sa f-stops at depende sa laki ng lens aperture at sa iba't ibang disenyo ng parameter.

Ang aperture ay nakontrol sa liwanag ng imahe sa pamamagitan ng pagbabago sa kabuuan ng kantidad ng liwanag na umaabot sa sensor ng kamera sa pamamagitan ng lens.

Ang vignetting ay hindi lamang nakakaapekto sa kalidad ng imahe kundi maaari ding humantong sa pagkawala ng mahalagang impormasyon sa ilang aplikasyon. Halimbawa, sa inspeksyon sa industriya o sa medikal na pagsasalinang kung saan kinakailangan ang katatagan ng kulay at liwanag, maaaring magresulta ang vignetting sa maling paghula o di-tumpak na analisis. Kaya't ang pag-unawa at pagtutulak ng mga hakbang upang bawasan otanggal ang lens vignetting ay mahalaga para siguruhin ang kalidad ng imahe at palawakin ang pagganap ng mga sistema ng paningin.

Paano nabubuo ang vignetting, at anong uri ito?

Bakit may vignette? Maaaring ipahiwatig ang pagbubuo ng lens vignetting sa iba't ibang kadahilanan, pangunahing dahil sa disenyo ng mga optikong elemento mismo. Ang pag-obstruktura ng liwanag gamit ang mga panlabas na alat ay maaaring dagdagan itong fenomeno, at minsan ito'y isinasama naman naisconscius sa pamamagitan ng post-processing.

Ang mga iba't ibang sanhi ng lens vignetting ay kasama:

• Optikal na vignetting:Nagaganap ang uri na ito dahil sa pisikal na limitasyon ng lens, na nagpapigil sa off-axis na liwanag mula punong makarating sa mga bahagi ng image sensor, lalo na ito ay madalas makikita sa mga kumplikadong optikal na sistema na may maraming lens element.
• Natiral na vignetting:Tinatawag ding cos4θ fall-off, ito ay isang natural na pagbaba ng liwanag dahil sa anggulo ng ilaw sa pamamaraan ng image plane, sumusunod sa cosine fourth law, kung saan mabilis na bumababa ang liwanag habang dumadagdag ang anggulo sa optical axis.
• Chief Ray Angle (CRA):Ang CRA ay isang mahalagang parameter sa pagsasagawa ng piling lens at sensor, na nakakaapekto sa liwanag at klaridad sa mga bahagi ng imahe. Isang sobrang CRA maaaring magdulot ng anino sa mga bahagi ng imahe, na nakakaapekto sa kalidad ng imahe.
• Mekanikal na vignetting:Nagaganap kapag ang liwanag na sisidlan ay mekanikal na binabarra ng lens mount, filter rings, o iba pang bagay, na nagiging sanhi ng kawalan ng kalikasan na pagbaba ng liwanag sa mga bahagi ng imahe. Ito ay karaniwan kapag mas maliit ang image circle ng lens kaysa sa laki ng sensor.
• pag-aayos pagkatapos:Minamasdan, para sa artistikong epekto o upang ipakita ang sentral na paksa ng isang larawan, intensional na idinadagdag ng mga photographer ang optical vignette sa panahon ng post-processing.

Ano ang mga paraan upang maiayos ang lens vignetting?

Kapag ipinag-uusapan, ang lens vignetting ay isang hindi inaasahang optikal na fenomeno. Bagaman ito ay hindi maaaring buong iwasan, maaari itong epektibong maiayos para sa embedded vision gamit ang mga sumusunod na hakbang:

• Pagpaparehas ng CRA values:Siguraduhing ang CRA value ng lens ay mas maliit kaysa sa CRA value ng microlens ng sensor ay mahalaga upangtanggalin ang mga problema sa ilaw o kulay sa pag-imimaging. Dapat suriin ng mga tagagawa ang disenyo ng lens upang parehasin ang layout ng sensor.
• Pag-aayos ng Image Signal Processor (ISP):Nakakagamit ang ISP sa proseso ng mga imahe na tinatangkap ng sensor. Partikular na prosedura, tulad ng Imatest, ay maaaring mag-subok sa kalidad ng imahe at pagsasaayos ng tiyak na register sa ISP upang maiwasan ang lens shading.
• Pagtaas ng f-stop number:Sa pamamagitan ng pagtaas ng f-stop number ng lente (o pagsisimula ng aperture), maaaring bawasan ang epekto ng natural na vignetting o cos4θ fall-off.
• Gamit ng mas mahabang focal length:Sa mga sitwasyon na may mababang f/# (ratio ng focal length sa laki ng aperture), maikling focal length na lente, o kung kinakailangan ang mataas na resolusyon sa mababang presyo, maaaring alisin ang mekanikal na camera vignetting sa pamamagitan ng paggamit ng mas mahabang focal length.
• Flat-field correction:Isang karaniwang paraan para sa malalaking pagpapabuti sa lens vignetting, ito ay naglalaman ng pagsisiyasat ng isang patuloy na ibinubuhos na flat na ibabaw at pagkuha ng madilim na patuldok at liwanag na reperensya na frames, pagkatapos ay pagkalkula at pag-aapliko ng flat-field correction.
• Gamit ng software tools:Mga iba't ibang software tools, tulad ng microscopy image stitching tools at CamTool, ay maaaring gamitin para sa pagpapabuti sa lens shading.
• Gamit ang mga lente na telecentric:Ang mga lente na disenyo upang maging telecentric sa imahe space ay maaaring koriksyon ang roll-off dahil ang telecentricity na ito ay nagpapakita ng kapansin-pansin na uniform na ilaw sa image plane, eliminasyon ang normal na cos4θ bawas sa ilaw sa image plane mula sa optical axis hanggang sa sulok ng field.

Inaasahan namin na tulakpan itong artikulo ang pagiging makatulong sa pagsusuri sa lens vignetting. Siguraduhin, kung mayroon pa kang mga tanong tungkol sa paglipas sa lens vignetting sa embedded vision o kung gusto mong mag-integrateembedded camera modulessa mga produkto mo, huwag magahamang kontakin kami—Sinoseen, isang maikling experiencedtagapagtala ng modulong kamera mula sa Tsina.