Máy ảnh đơn sắc so với máy ảnh màu: Tại sao máy ảnh đơn sắc tốt hơn trong ứng dụng tầm nhìn nhúng?

Một trong những tiêu chí quan trọng mà chúng tôi sử dụng khi chọn camera tầm nhìn nhúng là loại chroma. Có hai loại camera chroma phổ biến: camera đen trắng và camera màu. Chúng ta thường sử dụng camera màu để ghi lại hình ảnh đầy màu sắc trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là camera màu luôn tốt hơn camera đen trắng.

Camera đơn sắc chuyên chụp ảnh thang độ xám, trong khi camera màu chụp ảnh toàn màu. Đối với các ứng dụng tầm nhìn nhúng riêng lẻ,camera đơn sắc đen trắnglà giải pháp thực tế và hiệu quả hơn vì chúng có thể chụp được hình ảnh chi tiết hơn trong môi trường ánh sáng yếu. Hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn về camera màu và camera đơn sắc để thấy sự khác biệt và lý do tại sao nên sử dụng camera đơn sắc thay vì camera màu cho tầm nhìn nhúng.

Ghép module camera màu là gì? Nó hoạt động như thế nào?

Một mô-đun camera màu là một camera chụp và tạo ra hình ảnh màu đầy đủ. Nó sử dụng các điểm ảnh trên cảm biến để bắt ánh sáng có bước sóng cụ thể và chuyển đổi thông tin ánh sáng thành thông tin màu sắc bằng cách sử dụng mảng bộ lọc màu (CFA). Camera màu chụp nhanh hơn camera đơn sắc. Trong điều kiện ánh sáng yếu, mô-đun camera màu có thể gặp vấn đề như thiếu độ rõ nét và chi tiết. Điều này là do mảng bộ lọc màu làm giảm lượng ánh sáng đến cảm biến.

Các mô-đun camera màu thường sử dụng CFA với các bộ lọc đỏ, lục và xanh lam xen kẽ theo chế độ Bayer. Chế độ Bayer chỉ bắt được 1/3 ánh sáng tới trên mỗi pixel, và phần còn lại của các màu không khớp với chế độ sẽ bị lọc tự động. Ngoài ra, chế độ này yêu cầu tái tạo một hình ảnh toàn phổ bằng cách sử dụng thuật toán khử mosaic kết hợp các điểm nhạy cảm để tạo ra một pixel toàn phổ, nghĩa là chỉ có một màu được đo tại bất kỳ điểm nhạy nào, và các màu còn lại được suy luận.

Camera màu thường rẻ hơn camera đơn sắc và được sử dụng phổ biến hơn trong nhiếp ảnh, điện thoại thông minh và các ứng dụng yêu cầu nhận diện màu sắc và thông tin màu cho thị trường người tiêu dùng đại chúng.

Gì là mô-đun camera đơn sắc?

Trước đây chúng ta đã có một số thông tin vềcamera đen trắng.Khác với camera màu, chuyên về chụp ảnh grayscale (thang độ xám), camera đơn sắc có thể bắt toàn bộ ánh sáng tới vì không sử dụng CFA. Ánh sáng đỏ, xanh lá và xanh dương đều được hấp thụ. Do đó, lượng ánh sáng là ba lần so với camera màu, trong khi không cần các thuật toán de-mosaicing để tinh chỉnh hình ảnh. Vì vậy, camera đơn sắc hoạt động tốt hơn camera màu trong điều kiện ánh sáng yếu.

Sự khác biệt giữa camera màu và camera đơn sắc

Camera màu và camera đơn sắc là hai cách khác nhau để chụp ảnh. Dưới đây chúng tôi so sánh sự khác biệt giữa hai loại này về chất lượng hình ảnh, độ nhạy sáng và độ phân giải:

Chất lượng hình ảnh:Do không có mảng lọc màu, camera đơn sắc có thể chụp được những hình ảnh sắc nét và chi tiết hơn so với camera màu, đặc biệt là trong điều kiện ánh sáng yếu. Ngược lại, camera màu có thể chụp được hình ảnh đầy đủ màu sắc, điều này rất quan trọng cho các ứng dụng yêu cầu thông tin màu.

Độ nhạy ánh sáng:Vì không có mảng lọc màu, camera đơn sắc nhạy hơn với ánh sáng và nhận được nhiều ánh sáng hơn so với camera màu. Do đó, các mô-đun camera đơn sắc tốt nhất có hiệu suất ánh sáng yếu tốt hơn so với camera màu.

Độ phân giải:Camera đơn sắc có độ phân giải cao hơn camera màu. Điều này là do mỗi pixel của camera đơn sắc bắt toàn bộ ánh sáng đến.

Tại sao camera đơn sắc lại tốt hơn camera màu trong thị giác nhúng?

Ứng dụng thị giác nhúng yêu cầu chi tiết hình ảnh chính xác hơn và tốc độ xử lý nhanh hơn. Vậy tại sao camera đơn sắc lại tốt hơn trong thị giác nhúng? Chúng ta có thể tóm tắt những ưu điểm sau đây:

1. Camera đơn sắc hoạt động tốt hơn trong điều kiện ánh sáng yếu
2. Các thuật toán của camera đơn sắc được tối ưu hóa cẩn thận
3. Cảm biến đơn sắc vốn đã có tốc độ khung hình cao hơn

Hãy mở rộng thêm về điều này bên dưới.

Hiệu suất ánh sáng yếu tốt hơn

Sự khác biệt chính giữa camera màu và camera đơn sắc là camera đơn sắc không có mảng lọc màu (CFA). Bằng cách loại bỏ các bộ lọc màu, bạn làm cho camera đơn sắc nhạy hơn với ánh sáng và nhận được nhiều ánh sáng hơn.
Ngoài ra, camera màu thường được trang bị bộ lọc cắt tia hồng ngoại để ngăn chặn các vấn đề về sai chromatic do phản ứng của ba màu cơ bản với các bước sóng ánh sáng gần hồng ngoại gây ra.
Vì camera đơn sắc không có cả CFA và bộ lọc cắt IR, cảm biến có thể phát hiện dải phổ rộng hơn và chấp nhận nhiều ánh sáng hơn. Điều này có nghĩa là camera đơn sắc có khả năng hoạt động cực kỳ tốt trong điều kiện ánh sáng yếu.

Thuật toán nhanh hơn

Camera màu không phù hợp cho các ứng dụng tầm nhìn nhúng dựa trên AI biên vì các thuật toán xây dựng hình ảnh phức tạp của chúng.
Trái lại, nhiều thuật toán của camera đơn sắc có thể được sử dụng để phát hiện đối tượng, dự đoán đối tượng và các ứng dụng khác sử dụng mô hình tầm nhìn.

Tốc độ khung hình cao hơn

Các pixel cảm biến của camera đơn sắc nhỏ hơn so với camera màu. Ở camera màu, lượng dữ liệu cần xử lý cho cùng một hình ảnh cao hơn và thời gian xử lý lâu hơn so với camera kỹ thuật số đơn sắc, dẫn đến tốc độ khung hình chậm hơn. Ngược lại, camera đơn sắc có khả năng xử lý nhanh hơn và tốc độ khung hình cao hơn.

Từ đây, chúng ta có thể kết luận rằng khi xử lý cùng một dữ liệu hình ảnh trong các ứng dụng tầm nhìn nhúng riêng lẻ, tốc độ xử lý, hiệu suất ánh sáng yếu và tốc độ khung hình của camera đơn sắc cao hơn và tốt hơn so với camera màu, do đó, việc sử dụng camera đơn sắc thay vì camera màu trong các ứng dụng tầm nhìn nhúng riêng lẻ là tốt hơn.

Ứng dụng của Mô-đun Camera Đơn Sắc

Hãy cùng khám phá một số ứng dụng tầm nhìn nhúng không nhất thiết yêu cầu thông tin màu sắc và xem cách một camera đơn sắc có thể tạo ra sự khác biệt.

Nhận dạng tự động biển số xe (ANPR)

Trong các hệ thống giao thông thông minh, chúng ta thường cần xác định các hành vi vi phạm bằng cách chụp biển số xe. Điều đầu tiên có thể làm rõ là chúng ta không cần thông tin về màu sắc, mà chỉ cần nhanh chóng chụp hình ảnh và sau đó phân tích nó để đọc thông tin phương tiện thông qua OCR (Nhận dạng Ký tự Quang học). Bất kể ban ngày hay ban đêm. Do đó, camera kỹ thuật số đơn sắc với độ nhạy cao và khả năng hoạt động tốt trong điều kiện ánh sáng yếu có thể hoàn thành ứng dụng này một cách tốt. Tuy nhiên, ở một số khu vực riêng lẻ nơi cần nhận diện biển số có màu vẫn cần sử dụng camera màu.

QKiểm tra chất lượng

Trong các ứng dụng tự động hóa công nghiệp, nơi sử dụng camera để phát hiện xem đối tượng có bị hư hỏng hay không, có thể sử dụng camera đơn sắc. Điều này được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy để đảm bảo chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu.

Kết luận

Tóm lại, cả camera đơn sắc và camera màu đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. Tùy thuộc vào ứng dụng và nhu cầu của chúng ta khác nhau, cần kết hợp với tình hình thực tế để đưa ra lựa chọn. Camera đơn sắc có khả năng hoạt động tốt trong điều kiện ánh sáng yếu, có thể chụp được những hình ảnh rõ ràng và chi tiết trong môi trường thiếu sáng, nhưng chi phí cao hơn và không thể chụp hình ảnh màu. Camera màu có khả năng chụp hình ảnh đầy đủ màu sắc, nhưng độ nhạy với ánh sáng yếu kém và có thể tạo ra hình ảnh không rõ nét, thiếu chi tiết trong điều kiện ánh sáng yếu.

Chúng tôi hy vọng rằng bài viết này đã giúp bạn có cái nhìn ban đầu về sự khác biệt giữa camera đơn sắc và camera màu, cũng như ý tưởng về các loại ứng dụng mà camera đơn sắc là phù hợp. Ví dụ, trong các ứng dụng mà đầu ra màu không quan trọng, mà thay vào đó là độ nhạy và hiệu suất trong điều kiện ánh sáng yếu, nên sử dụng camera đơn sắc.

Tất nhiên, Sinoseen luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn nếu bạn cần giúp đỡ, và với hơn 15 năm kinh nghiệm là nhà cung cấp củagiải pháp camera OEM, Sinoseen có một loạt các camera đơn sắc với nhiều cấu hình và thông số khác nhau cho mọi ứng dụng. Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi nếu bạn cần bất kỳ sự hỗ trợ nào.