ما هو ت headjustmentالتوازن الأبيض؟ ما هي العوامل المؤثرة؟

توازن اللون الأبيض التلقائي (AWB) تُعتبر تقنية أساسية في الأنظمة البصرية الحديثة. سواءً في الداخل أو الخارج، وفي ظل إضاءة متفاوتة، فإن الحفاظ على دقة الألوان بشكل ثابت يُعد دائمًا تحديًا. إن فهم توازن اللون الأبيض التلقائي وضبطه بشكل صحيح أمرٌ بالغ الأهمية لجودة الإخراج في أي وحدة كاميرا مدمجة . سيناقش هذا المقال مبدأ عمل توازن اللون الأبيض، والعوامل المؤثرة الرئيسية، وطرق المعايرة الدقيقة، وقيمتها في التطبيقات الواقعية. هدفنا هو مساعدة المهندسين على تحقيق إعادة إنتاج متميزة وواقعية للألوان في الصور.

ما هو توازن اللون الأبيض في الكاميرا؟

توازن اللون الأبيض التلقائي (AWB) هي ميزة أساسية في الكاميرات الرقمية. مهامها الأساسية هي تعديل توازن الألوان في الصورة تلقائيًا. وهذا يضمن ظهور اللون الأبيض وباقي الألوان المحايدة كما هي في الواقع تحت إضاءة مختلفة. يقوم توازن اللون الأبيض التلقائي (AWB) بتعويض التغيرات في درجة حرارة اللون لمصدر الإضاءة. مما يسمح للكاميرا بالتقاط ألوان تشبه إلى حد كبير ما يراه العين البشرية. كما يساعد أيضًا في الحفاظ على طبيعة الألوان وثباتها، حتى في حالة وجود مصادر إضاءة مختلطة أو إضاءة قاسية.

كيف تعمل وظيفة AWB؟

ال مبدأ توازن اللون الأبيض التلقائي يركز على تحديد وتعديل مناطق الألوان البيضاء أو المحايدة في الصورة. عندما وحدة كاميرا يكتشف هذه المناطق، فإنه يقوم بضبط شدة قنوات الأحمر والأخضر والأزرق (RGB). ويعمل هذا على ضمان ظهور هذه المناطق محايدة في الصورة النهائية. ويعتمد هذا الإجراء المعقد على خوارزميات متقدمة تحلل بيانات الصورة. حيث تقوم بحساب التصحيحات اللونية المطلوبة تلقائيًا. ويمكن لأنظمة كاميرات متقدمة أن تتعرف حتى على مصادر إضاءة متعددة وتتكيف معها، مثل الإضاءة النهارية أو مصابيح الفلورسنت أو المصابيح المتوهجة. مما يؤدي إلى تقديم ألوان أكثر دقة.

AWB هو جزء أساسي من كاميرا معالج إشارة الصورة (ISP) . والوظيفة الأساسية لوحدة معالجة الإشارة (ISP) هي استعادة ألوان المشهد بدقة حتى تحت ظروف الإضاءة المتغيرة. ويعتبر إعداد AWB المناسب أمرًا بالغ الأهمية لأحد وحدات الكاميرا المدمجة جودة الإخراج. إنها تؤثر على عوامل مثل دقة المستشعر، وحجم البكسل، وظروف الإضاءة، واختيار العدسة. على عكس العين البشرية التي تتكيف تلقائيًا مع تغيرات اللون، تحتاج عدسات الكاميرا إلى 'توازن اللون الأبيض' لمحاكاة هذه العملية. ويضمن ذلك أن تبدو صورة الإخراج طبيعية وواقعية قدر الإمكان.

ما العوامل التي تؤثر على تنفيذ AWB؟

بالنسبة وظيفة AWB للعمل بشكل جيد، يجب أن تفهم الكاميرا بدقة كيفية تغير اللون مع درجات حرارة الألوان المختلفة. تأتي فكرة درجة حرارة اللون من لون الضوء المنبعث من مصادر إشعاع سوداء نظرية عند درجات حرارة مختلفة. وعادةً ما تقاس بوحدة الكلفن. تتوافق قيم الكلفن المختلفة مع مصادر ضوء مختلفة و atmospheres الألوان المرتبطة بها. على سبيل المثال، الضوء الطبيعي في النهار حوالي 5500 كلفن، في حين أن اللمعان الدافئ لمبات الإضاءة المتوهجة حوالي 2800 كلفن. الهدف الرئيسي لـ هو التأكد من أن تظهر الكائنات البيضاء عند التقاطها بالكاميرا باللون الأبيض الحقيقي في الصورة عبر درجات حرارة الألوان المختلفة. الهدف من AWB

بجانب درجة حرارة اللون، تنفيذ AWB يعتمد أيضًا على خوارزميات مزود الخدمة الإنترنت (ISP). كما يتأثر بشكل كبير بخصائص العدسة المحددة. لذا، فإن الحصول على أفضل نتائج AWB يتطلب تمامًا مُعايرة تكاملية بين العدسة ومستشعر الكاميرا . يتضمن هذا التعاون الجوهري عوامل مثل مادة العدسة، والمرشحات المدمجة فيها، وزاوية الشعاع الرئيسي (CRA)، والطلاءات المضادة للانعكاس على العدسة.

كيف تؤثر العدسة على AWB؟

العدسة ليست مجرد جزء بصري للتصوير فحسب، بل هي عامل رئيسي في الحصول على ألوان دقيقة. تؤثر مادة العدسة وتصميمها وطلاؤها على الضوء الذي يمر من خلالها. وهذا بدوره يؤثر مباشرة على لون الضوء الذي يستقبله مستشعر الكاميرا. في النهاية، يؤثر ذلك على قدرة خوارزمية AWB على تصحيح الألوان.

مادة العدسة

يمكن أن يكون مادة العدسة بلاستيكية أو زجاجية. تختلف المواد المختلفة في كيفية انكسارها وتشتيتها للضوء، ويمكن أن تؤثر هذه الخصائص على توزيع الطول الموجي للضوء، مما يؤثر بدوره على إعادة إنتاج الألوان بشكل عام. على سبيل المثال، قد تؤدي العدسات البلاستيكية إلى تشويه ألوان أكبر (الانحراف الكروموي) مقارنة بالعدسات الزجاجية. وهذا يعني أن خوارزميات التوازن الأبيض (AWB) تحتاج إلى تعويض خاص لها.

مرشحات الطيف اللوني

المرشحات المدمجة في العدسة تتحكم بدقة في أي أطوال موجية من الضوء تصل إلى المستشعر. تؤثر جودة ونوع هذه المرشحات بشكل مباشر على توازن الألوان، خاصة أثناء تعديل التوازن الأبيض التلقائي العملية.

زاوية الشعاع الرئيسية (CRA)

تُشير زاوية مسار الأشعة (CRA) إلى الزاوية التي يدخل فيها شعاع الضوء العدسة ويصطدم بالمستشعر. بالنسبة للعدسات ذات الزاوية العريضة، تكون زاوية مسار الأشعة (CRA) مهمة بشكل خاص، وذلك لأنها تؤثر على توزيع الضوء وتوحيد اللون، خاصة بالقرب من حواف الصورة. خوارزميات التوازن الأبيض (AWB) يجب أن تأخذ زاوية مسار الأشعة (CRA) بعين الاعتبار لضمان توافر التصحيح اللوني بشكل متسق عبر الصورة بأكملها.

طلاء مضاد للانعكاس

تهدف الطلاءات المضادة للانعكاس الخاصة على العدسات إلى تقليل الانعكاسات الداخلية. تحسّن هذه الطلاءات كمية الضوء التي تمر عبر العدسة، وتعزز التباين، وتقلل من الوهج والانعكاسات غير المرغوب فيها. ويؤثر جودة هذه الطلاءات بشكل مباشر على كمية وجودة الضوء الذي يصل إلى المستشعر. ومن ثم يؤثر ذلك أداء AWB . للحصول على أفضل نتائج AWB، تحتاج العدسة إلى معايرة دقيقة مع مستشعر الكاميرا ومعالج الإشارة (ISP).

كيفية تنفيذ معايرة التوازن الأبيض التلقائي في نظام رؤية مُدمج؟

المعايرة التلقائية لتوازن اللون الأبيض تتضمن ضبطًا دقيقًا لمعالج الإشارة البصرية (ISP) في الكاميرا والعناصر الزجاجية المرتبطة بها. والهدف هو تصحيح تغير درجة حرارة اللون الناتجة عن مصادر إضاءة مختلفة والتأثيرات الدقيقة التي تؤثر على درجة اللون التي تسببها العدسات. فيما يلي الخطوات التفصيلية المعتادة في عملية معايرة AWB.

اختيار درجة حرارة اللون و التقاط الصورة

أولاً، التقط سلسلة من الصور التجريبية تحت درجات حرارة لونية محددة ومسبقة. وعادةً ما تشمل أنواع الإضاءة الشائعة مثل ضوء النهار، والضوء الفلوري، والضوء المتوهج. يُمثّل هذا الإجراء بيئات الإضاءة المختلفة في العالم الحقيقي التي قد تتعرض لها الكاميرا، مما يوفّر لنا بيانات أساسية للمرحلة اللاحقة من المعايرة.

تطبيق خوارزمية التوازن الأبيض

بعد ذلك، قم بتطبيق خوارزمية AWB على الصور التجريبية المُلتقطة. تهدف الخوارزمية إلى العثور على المناطق البيضاء أو المحايدة داخل الصورة. ومن ثم تقوم بتعديل مكاسب القنوات الحمراء والخضراء والزرقاء (RGB) بحيث تظهر هذه المناطق محايدة عبر درجات الحرارة اللونية المختلفة.

التعويض عن خصائص العدسة

بما أن خصائص العدسة مثل المادة والمرشحات والطلاءات المضادة للانعكاس يمكن أن تؤثر بشكل خفيف على اللون، فعلينا التعويض عن هذه العوامل. وعادةً ما يعني ذلك تعديل المعايير داخل خوارزمية التوازن الأبيض التلقائي (AWB) لتصحيح أي انحرافات لونية ناتجة عن العدسة.

الضبط الدقيق والتحسين

أثناء المعايرة، قد تحتاج إلى تكرار الخطوات عدة مرات لضبط معايير خوارزمية AWB بدقة. وغالبًا ما يتضمن ذلك تعديل حدود درجة حرارة اللون، وتحسين سرعة استجابة الخوارزمية، والتأكد من ثبات الألوان عبر مجموعة واسعة من ظروف الإضاءة.

التحقق واختبار الأداء

وأخيرًا، نؤكد فعالية معايرة AWB من خلال اختبار الكاميرا تحت ظروف الإضاءة الفعلية التشغيلية. ويشمل ذلك التقاط الصور في الإضاءة الطبيعية والاصطناعية والتحقق بعناية من دقة الألوان وجودة الصورة العامة.

في أي التطبيقات يُحتاج إلى معايرة التوازن الأبيض التلقائي؟

المعايرة التلقائية لتوازن اللون الأبيض تُعد ضرورية في العديد من المجالات، خاصةً في أنظمة الرؤية المدمجة حيث تكون الألوان الدقيقة أمرًا بالغ الأهمية.

التصوير الفوتوغرافي الداخلي

في التصوير الداخلي، غالبًا ما يعمل المحترفون مع مصادر ضوء مختلطة - مثل الضوء الطبيعي المدمج مع الإضاءة الاصطناعية. تلعب AWB هنا دورًا أساسيًا لضمان أن تبدو درجات لون البشرة والألوان في المشهد طبيعية ومتناغمة. من خلال معايرة دقيقة لخوارزمية AWB، يمكن للمصوريين تقليل الحاجة إلى تعديلات ما بعد المعالجة بشكل كبير. ويحصلون على صور ذات توازن لوني ممتاز مباشرة.

كاميرا ركن السيارة

تعمل كاميرات الرجوع للسيارات في ظروف إضاءة تتغير باستمرار، من ضوء النهار الساطع إلى الليالي المظلمة أو الأيام الغائمة. معايرة AWB تحسّن وضوح الصورة ودقة الألوان بشكل كبير عند الرجوع إلى الخلف، خاصة في ظروف الإضاءة المنخفضة الصعبة. وتوفير ضبط AWB الأمثل يمنح السائقين رؤية خلفية واضحة وثابتة، مما يعزز السلامة مباشرة.

الفحص الصناعي والمراقبة الأمنية

في الفحص الصناعي ، يعد إنتاج الألوان بدقة أمرًا أساسيًا لاكتشاف العيوب بدقة. على سبيل المثال، يمكن أن تشير الاختلافات الصغيرة حتى في لون النسيج أو مكونات الإلكترونيات إلى وجود عيب في المنتج. وبالمثل، في المراقبة الأمنية ، الألوان الدقيقة تساعد في تحديد الأهداف وتحليل المشاهد. معايرة AWB تُحافظ على استقرار الصورة وموثوقيتها. كما تضمن الحفاظ على جودة البيانات المرئية حتى في البيئات التي تتغير فيها الإضاءة بشكل ديناميكي.

ما هو توازن اللون الأبيض الافتراضي الذي يجب استخدامه؟

معظم وحدات الكاميرا تقدم خيارات متنوعة توازن اللون الأبيض الافتراضي مثل 'تلقائي' و'ضوء النهار' و'غائم' و'إشعاعي' و'فلاورسنت'. وفي معظم المواقف العامة واليومية، توازن اللون الأبيض التلقائي (AWB) هو عادة الخيار الأفضل. وذلك لأنها تتكيف بذكاء مع الإضاءة المحيطة. ومع ذلك، في ظروف إضاءة محددة وثابتة للغاية، قد يعطي اختيار يدوي لإعداد مسبق افتراضي نتائج أكثر دقة. على سبيل المثال، في غرفة مضاءة فقط بواسطة مصابيح إشعاعية، فإن اختيار الوضع 'إشعاعي' غالبًا ما يكون أكثر دقة من استخدام الوضع التلقائي. وفي التطبيقات الاحترافية التي تحتاج إلى ألوان متقارنة للغاية أو بيئات اختبار محددة، فإن إعداد توازن اللون الأبيض يدويًا وتأمينه هو أيضًا ممارسة شائعة ومُوصى بها.

الاستنتاج

توازن اللون الأبيض التلقائي (AWB) هي جزء أساسي ومعقد من أنظمة الرؤية المدمجة . ويعتمد نجاحه ليس فقط على خوارزميات معالجة الإشارة المتقدمة (ISP) بل أيضًا على العمل الجماعي الوثيق والمعايرة الدقيقة مع العدسات . يحتاج المهندسون إلى فهم عميق لكل شيء بدءًا من مبدأ توازن اللون الأبيض التلقائي إلى معايرة AWB الخطوات، ودوره المهم في مختلف التطبيقات الواقعية. ومع استمرار تطور التكنولوجيا، فإن المعايرة الدقيقة للون الأبيض (AWB) ستواصل دفع التقدم الكبير في وحدة كاميرا إعادة إنتاج الألوان. مما سيؤدي إلى تجربة بصرية أكثر واقعية وموثوقة للمنتجات بدءًا من الإلكترونيات الاستهلاكية مرورًا بأنظمة الصناعات المعقدة.

.Sinoseen تمتلك أكثر من 14 عامًا من الخبرة الغنية في في مجال الرؤية المُدمجة . نحن ملتزمون بمساعدة عملائنا على دمج حلول وحدات الكاميرا . كما أننا خبراء في حل تحديات جودة الصورة الصعبة، بما في ذلك المعايرة الدقيقة لـ المعايرة التلقائية لتوازن اللون الأبيض . إذا كنت تبحث عن حلول احترافية في مجال وحدة كاميرا مدمجة أو كنت تواجه تحديات في معايرة المعايرة التلقائية لتوازن اللون الأبيض , لا تتردد في تواصل مع فريق سينوسين الخبير اليوم . نحن هنا لتقديم استشارات فنية مخصصة ودعم المنتجات لتعزيز أداء نظام الرؤية الخاص بك.