Mikä on automaattinen valkotasapaino?

Johdanto

Oletko koskaan ottanut valokuvaa sisätiloissa ja huomannut oranssin sävyn? Tai ulkona olevan sinertävän ilmeen? Erilaiset valonlähteet – lämpimät hehkulamput, viileä päivänvalo, vihreät loisteputket – muuttavat kaiken väriä. Silmämme kompensoivat automaattisesti, joten valkoinen lakana näyttää valkoiselta kaikkialla. Kamerat tarvitsevat kuitenkin apua. Sielläautomaattinen valkotasapaino (AWB)tulee sisäänkameramoduuli, AWB analysoi kohtauksen ja säätää värejä niin, että ne näyttävät luonnollisilta. Tässä artikkelissa kerrotaan, miten AWB toimii ja miksi se on eri asiakameramoduulityypit ja mitä etsiä.

Mikä on valkotasapaino?

Valkotasapaino poistaa värisävyt niin, että ihmissilmälle valkoisilta näyttävät kohteet ovat myös kuvassa valkoisia. Vaalea väri mitataan kelvineinä (K) – pienet luvut ovat lämpimiä (oranssi), suuret viileitä (sinisiä). Kameran on tiedettävä valon värilämpötila toistaakseen värit tarkasti.

Automaattinen valkotasapainotunnistaa automaattisesti valonlähteen ja tekee oikean korjauksen.

Kuinka automaattinen valkotasapaino toimii
Tyypillinen AWB-algoritmi:

Tunnistaa valonlähteen– laskemalla pikselivärien keskiarvo (oletus harmaasta maailmasta) tai etsimällä kirkkaita pikseleitä, joiden tulisi olla valkoisia.

Sovelletaan voittoja– säätää punaisen ja sinisen kanavan voimakkuutta; vihreä kanava jätetään yleensä viitteeksi.

Hienosävelet– käyttää hakutaulukkoa sekavalaistukseen (esim. loisteputki + ikkunavalo).

Vuonna acmos-kameramoduuli, AWB on yleensä toteutettu kuvasignaaliprosessorissa (ISP), joko laitteistossa (anturissa) tai ohjelmistossa (isäntäprosessorissa).

Miksi AWB on tärkeä
Ilman AWB:tä, ahd-kameramoduulituottaisi epärealistisia värejä – valkoinen seinä näyttäisi vaaleanpunaiselta loistevalossa tai keltaiselta hehkulampun alla. AWB varmistaa:

Tasaiset värit eri valaistuksissa.

Vähemmän manuaalista korjausta myöhemmin.

Luotettava tietokonenäkö (objektien tunnistus edellyttää neutraaleja värejä).

AWB eri kameramoduulityypeissä

• HD-kameramoduuli– Tyypillinenhd-kameramoduuli(1080p), jota käytetään verkkokameroissa tai endoskoopeissa, on sisäänrakennettu AWB sen ISP:ssä. Se toimii hyvin useimmissa sisä- ja ulkotiloissa, mutta saattaa haitata voimakkaasti värikkäässä valossa (esim. punainen leikkaussalin valo).
• CMOS-kameramoduuli– Suurin osacmos-kameramoduuliantureiden mukana tulee ISP, joka sisältää AWB:n. Mukautetuissa sulautetuissa järjestelmissä voit sammuttaa laitteiston AWB:n ja ottaa käyttöön oman ohjelmistoalgoritmin, jos tarvitset erityiskäsittelyä (esim. lääketieteellisen kuvantamisen, jossa värien tarkkuus on kriittinen).
• Joustava kameramoduuli – A joustava kameramoduuli(esim. boreskoopit tai endoskoopit) toimii usein kapeissa, pimeissä tiloissa sisäänrakennetulla LED-valaistuksella. LEDeillä on kiinteä värilämpötila (yleensä päivänvalo tai kylmä valkoinen). Tällaisissa tapauksissa kiinteä valkotasapaino (esiasetettu LED-väriin) voi olla luotettavampi kuin AWB, koska kamera näkee kohteen vain yhden valonlähteen alla. Kuitenkin monissa joustavissa moduuleissa on edelleen AWB monipuolisuuden vuoksi.
• USB-kameramoduuli – A USB-kameramoduuliseuraavan UVC:n (USB Video Class) jälkeen tyypillisesti näkyy AWB-säätimet käyttöjärjestelmän kautta. Voit ottaa automaattisen valkotasapainon käyttöön tai poistaa sen käytöstä ohjelmistossa. Nämä moduulit ovat suosittuja plug and play -sovelluksissa.
• Raspberry Module -kamera– Thevadelma moduuli kamera(virallinen Raspberry Pi Camera Module) käyttää libcamera-kirjastoa. Se ottaa AWB:n käyttöön oletusarvoisesti, mutta voit myös asettaa kiinteän värilämpötilan tai poistaa AWB:n käytöstä manuaalista ohjaamista varten – hyödyllinen tähtikuvauksessa tai konenäössä, joissa tarvitaan yhtenäisiä värejä ruudusta toiseen.

AWB:n rajoitukset
Jopa hyvä AWB voi epäonnistua:

• Kohtauksia ilman neutraaleja värejä– koko kehyksen täyttävä punainen kukka saattaa olla epätasapainossa: algoritmi yrittää tehdä punaisesta "neutraaliksi" ja muuttaa sen harmaaksi.
• Sekoitettu valaistus– päivänvalo ikkunasta sekä lämpimät sisälamput; kameran on valittava kompromissi.
• Hyvin synkät kohtaukset– alhainen signaali-kohinasuhde tekee värien arvioinnista epäluotettavaa.

Hyvällä AWB:llä varustetun kameramoduulin valitseminen

1. Etsi käyttäjän säätöä– kyky lukita AWB tai asettaa kiinteä värilämpötila on hyödyllinen jatkuvassa keinovalossa.
2. Tarkista ISP:n tiedot– korkealaatuinenhd-kameramoduulihyvämaineisten valmistajien (kuten Sincere) tuotteet käyttävät kehittyneitä AWB-algoritmeja värilämpötilan hakutaulukoineen.
3. Testaa valaistuksessasi– ota mallikuvia samoissa olosuhteissa kuin kamerasi kohtaa.

Sinceren kameramoduulit
Me Sincere suunnitteleekameramoduulituotteet, joissa on luotettava automaattinen valkotasapaino:

• Cmos-kameramoduuli– Laitteiston AWB hienosäätövaihtoehdoilla.
• HD-kameramoduuli– 1080p- ja 4K-moduulit vakaalla värisuorituskyvyllä.
• Joustava kameramoduuli– Valitse kiinteä valkotasapaino tai AWB.
• USB-kameramoduuli– UVC-yhteensopiva, AWB-ohjaukset standardi API:iden kautta.
• Raspberry-moduulikamera– MIPI-yhteensopivat moduulit, joissa on libcamera AWB.

Yhteenveto

Automaattinen valkotasapainoon tärkeä ominaisuus kaikillekameramoduulijoka toimii vaihtelevissa valoissa. Se säätää värejä automaattisesti, jotta valkoiset näyttävät valkoisilta ja kohtaukset näyttävät luonnollisilta. Vaikkahd-kameramoduulijaUSB-kameramoduulilaitteissa on hyvä oletusarvoinen AWB, saatat tarvita manuaalista ohjausta erikoistehtäviä varten. Ajoustava kameramoduulisisäänrakennetut LEDit voivat toimia paremmin kiinteällä valkotasapainolla. Upotetuille projekteille, joissa käytetään avadelma moduuli kamera, libcamera tarjoaa sekä automaattisia että manuaalisia vaihtoehtoja. AWB:n ymmärtäminen auttaa sinua valitsemaan oikeancmos-kameramoduulitarkan ja yhtenäisen värin takaamiseksi.

Ota yhteyttä Vilpittömään keskustellaksesikameramoduulijaautomaattinen valkotasapainovaatimukset.