Karanlık açının tanımı nedir? gömülü görme uygulamalarında nasıl düzeltilebilir?

Görüntü işleme platformlarının hızlı ilerlemesi, çeşitli pazarlarda güvenilir ve maliyet etkin entegre görsel çözümler sunarak bu alanı devrim niteliğinde değiştirmiştir. Bu platformlar, aydınlatmayı düzeltme, görüntüleri yeniden boyutlandırma (dijital zoom), kenar tespiti ve segmentasyon algoritmalarını değerlendirme gibi teknikler aracılığıyla görüntü kalitesini artırır. Bu uygulamalarda, CMOS görüntü sensörleri, ışığı yakalayarak sonraki görüntü işleme için temel olan bir piksel dizisi oluşturduğundan en yaygın kullanılan görüntü sensörü türü haline gelmiştir.

Ancak, optimal görüntü yakalama ve işleme için kamera modülü ile entegre edilecek doğru lensi seçmek zorlu bir süreçtir. Bu, doğrugörüş açısını (FOV), sabit odak veya otomatik odak arasında seçim yapmayı ve çalışma mesafesini ayarlamayı içerir. Ayrıca, lens vignette ve beyaz dengesi sorunları gibi optik fenomenler görüntü çıktısını etkileyebilir ve nihai görsel kaliteyi etkileyebilir.

Bu makalede, lens vignette kavramını derinlemesine inceleyeceğiz, nedenlerini analiz edeceğiz ve gömülü kamera kullanıcılarının bu görüntü kalitesi sorununu ortadan kaldırmalarına yardımcı olacak pratik çözümler sunacağız.

Lens vignette nedir?

Lens vignette, bir görüntünün merkezinden kenarlarına veya köşelerine doğru parlaklık veya doygunlukta kademeli bir azalmayı ifade eder. Gölgeleme, ışık düşüşü veya luminans gölgelemesi olarak da bilinen vignette derecesi genellikle f-stop cinsinden ölçülür ve lens diyafram boyutuna ve çeşitli tasarım parametrelerine bağlıdır.

Diyafram, lens aracılığıyla kamera sensörüne ulaşan toplam ışık miktarını değiştirerek görüntü parlaklığını kontrol eder.

Vinyetleme yalnızca bir görüntünün görsel kalitesini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda belirli uygulamalarda kritik görsel bilgilerin kaybına da yol açabilir. Örneğin, hassas renk ve parlaklık tutarlılığı gerektiren endüstriyel muayene veya tıbbi görüntülemede, vinyetleme yanlış değerlendirmelere veya hatalı analizlere neden olabilir. Bu nedenle, lens vinyetlemesini azaltmak veya ortadan kaldırmak için önlemler almak, görüntü kalitesini sağlamak ve görsel sistemlerin performansını artırmak için önemlidir.

Vinyetleme nasıl oluşur ve hangi türleri içerir?

neden vinyet? Lens vinyetlemesinin meydana gelmesi, esasen optik elemanların tasarımına bağlı olarak çeşitli faktörlere atfedilebilir. Dış araçlarla ışığı engellemek bu olguyu kötüleştirebilir ve bazen post-prodüksiyon sırasında kasıtlı olarak da tanıtılabilir.

Lens vinyetlemesinin farklı nedenleri şunlardır:

• Optik vinyetleme:Bu tür, lensin fiziksel sınırlamaları nedeniyle oluşur ve eksen dışı ışığın görüntü sensörünün kenarlarına tam olarak ulaşmasını engeller; özellikle birden fazla lens elemanına sahip karmaşık optik sistemlerde belirgindir.
• Doğal vinyetleme:Aynı zamanda cos4θ düşüşü olarak da bilinir, görüntü düzlemine göre ışık açısının doğal bir parlaklık azalmasıdır ve kosinüs dördüncü yasasını takip eder; burada parlaklık, optik eksenle açı arttıkça hızla düşer.
• Baş Ray Açısı (CRA):CRA, lens ve sensör seçerken önemli bir parametredir ve görüntü kenarlarında parlaklık ve netliği etkiler. Aşırı bir CRA, görüntü kenarlarında gölgeler oluşturabilir ve görüntü kalitesini etkileyebilir.
• Mekanik vinyetleme:Lens montajı, filtre halkaları veya diğer nesneler tarafından mekanik olarak engellendiğinde meydana gelir, bu da görüntü kenarlarında yapay bir parlaklık azalmasına neden olur. Bu, lensin görüntü dairesi sensör boyutundan daha küçük olduğunda yaygındır.
• İşlem sonrası:Bazen, sanatsal etkiler için veya bir görüntünün merkezi konusunu vurgulamak amacıyla, fotoğrafçılar post-prodüksiyon sırasında kasıtlı olarak optik vignette eklerler.

Lens vignette'ini düzeltmenin yöntemleri nelerdir?

Tartışıldığı gibi, lens vignette'i istenmeyen bir optik fenomendir. Tamamen önlenemese de, gömülü görüntüleme için aşağıdaki önlemlerle etkili bir şekilde düzeltilebilir:

• CRA değerlerini eşleştirmek:Lensin CRA değerinin sensörün mikrolens değerinden daha düşük olmasını sağlamak, görüntü aydınlatma veya renk sorunlarını ortadan kaldırmak için çok önemlidir. Üreticilerin lens tasarımlarını sensör düzenleriyle eşleştirmeleri gerekir.
• Görüntü Sinyal İşlemcisini (ISP) ayarlamak:ISP, sensör tarafından yakalanan görüntülerin işlenmesinde önemli bir rol oynar. Imatest gibi belirli prosedürler, görüntü kalitesini test edebilir ve lens gölgelemesini azaltmak için ISP'deki belirli kayıtları ayarlayabilir.
• f-stop sayısını artırmak:Lensin f-stop sayısını artırarak (yani, diyaframı azaltarak), doğal vignette veya cos4θ düşüşünün etkisi azaltılabilir.
• Daha uzun odak uzaklığı kullanmak:Düşük f/# (odak uzaklığı ile diyafram boyutu oranı) durumlarında, kısa odak uzaklığına sahip lenslerde veya düşük maliyetle yüksek çözünürlük gerektiğinde, daha uzun bir odak uzaklığı kullanarak mekanik kamera vignette'si ortadan kaldırılabilir.
• Düz alan düzeltmesi:Ağır lens vignette düzeltmesi için yaygın bir yöntemdir, düz bir yüzeyi eşit şekilde aydınlatmayı ve karanlık alan ile aydınlık referans karelerini yakalamayı içerir, ardından düz alan düzeltmesini hesaplayıp uygular.
• Yazılım araçları kullanmak:Lens gölgelemesi düzeltmesi için mikroskop görüntü birleştirme araçları ve CamTool gibi çeşitli yazılım araçları kullanılabilir.
• Telemerkez lenslerin kullanımı:Görüntü alanında telemerkez olacak şekilde tasarlanmış lensler, bu telemerkezlik sayesinde son derece uniform görüntü düzlemi aydınlatması sağladığı için roll-off'u düzeltebilir, optik eksenden alanın köşesine kadar normal cos4θ düşüşünü ortadan kaldırır.

Bu makalenin lens vignette'ini ele almanıza yardımcı olmasını umuyoruz. Elbette, gömülü vizyon sistemlerinde lens vignette'ini aşma konusunda hala sorularınız varsa veya ürünlerinizegömülü kamera modüllerientegre etmek istiyorsanız, bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin—Sinoseen, deneyimli birÇinli kamera modülü üreticisi- Hayır.