Šta je kalibracija belog balansa? Koji su utičući činiooci?

Automatska balansa beline (AWB) je ključna tehnologija u modernim video sistemima. Bilo da je reč o unutrašnjoj ili spoljašnjoj upotrebi, u različitim svetlosnim uslovima, postizanje tačne bojne preciznosti uvek predstavlja izazov. Razumevanje i pravilna kalibracija AWB-a su ključni za kvalitet izlaznog signala bilo koje ugrađeni modul kamere . Cilj ovog članka je da istraži princip rada AWB-a, ključne faktore koji na njega utiču, metode tačne kalibracije i njegovu primenu u praksi. Naš cilj je da pomognemo inženjerima da postignu izuzetno prirodnu reprodukciju boja na slikama.

Šta je balansa beline u kameri?

Automatska balansa beline (AWB) je osnovna karakteristika digitalnih kamera. Njena primarna funkcija je automatska regulacija bojne ravnoteže slike. Na taj način bele i druge neutralne boje izgledaju prirodno pod različitim svetlosnim uslovima. AWB kompenzuje promene temperature boje izvora svetlosti. Omogućava kameri da prikaže boje koje su bliže onima koje ljudsko oko vidi. Takođe, pomaže u očuvanju prirodnog i konstantnog prikaza boja, čak i kada se koriste mešoviti izvori svetlosti ili ekstremni svetlosni uslovi.

Kako funkcionira AWB funkcija?

The princip automatske balanse beline nosi se identifikacijom i prilagođavanjem belih ili neutralnih boja u slici. Kada modul kamere detektuje ove oblasti, dodatno prilagođava intenzitet kanala crvene, zelene i plave (RGB). Ovo osigurava da ove oblasti izgledaju neutralno na finalnoj slici. Ovaj kompleksan proces zavisi od naprednih algoritama koji analiziraju podatke slike. Automatski izračunavaju potrebne korekcije boja. Neki napredni sistemi kamera mogu čak prepoznati i prilagoditi se višestrukim izvorima svetlosti, kao što su dnevna svetlost, fluorescentne cevi ili sijalice. To dovodi do preciznijeg prikazivanja boja.

AWB je važan deo kamera sistema Procesora slikovnog signala (ISP) . Osnovni zadatak ISP-a je da verodostojno obnovi prave boje scene, čak i kada se promene osvetljenja. Pravilna konfiguracija AWB-a je veoma važna za ugrađeni kameru modul квалитет излаза. То утиче на ствари попут резолуције сензора, величине пиксела, условa осветљења и избора сочива. За разлику од људског ока, које се аутоматски прилагођава променама боје, сочива на камерама захтевају 'балансирање беле боје' како би симулирала овај процес. То чини да излазна слика изгледа што природније и реалистичније.

Који фактори утичу на имплементацију АВБ-а?

Za Функција АВБ да би добро радила, камера мора тачно да разуме како се боја мења са различитим температурама боје. Појам temperatura boje потиче од боје светлости коју емитују теоретски црни извори зрачења на различитим температурама. Обично се мери у Келвинима. Различите Келвин вредности одговарају различитим изворима светлости и њиховим бојама. На пример, природна дневна светлост је око 5500 K, док је топлије светло сијалица око 2800 K. Главна сврха АВБ-а је да обезбеди да бела објекти, када се сниме камером, изгледају заиста бела на сликама уз различите температуре боје.

Поред температуре боје, Имплементација АВБ такође зависи од алгоритама ИСП-а. Такође, на њу у великој мери утиче специфична карактеристика објектива. Због тога, постизање најбољих резултата АВБ-а апсолутно захтева синергетичну калибрацију између објектива и сензора камере . Ова важна сарадња обухвата факторе као што су материјал објектива, његови интегрисани филтри, угао главног снопа (CRA), као и антирефлексне преко слојеве објектива.

Kako leće utiče na AWB?

Објектив је више него само оптички део за формирање слике. Он је кључни фактор у постизању тачних боја. Материјал објектива, његов дизајн и преко слојеви утичу на светлост која кроз њега пролази. То, на крају, директно утиче на боју светлости коју прима сензор камере. Коначно, то утиче на то колико добро Алгоритам АВБ може да коригује боје.

Materijal leća

Материјал сочива може бити пластични или стакло. Различити материјали рефрактију и распршују светлост на различите начине. Ове особине могу променити дистрибуцију таласних дужина светлости, што затим утиче на укупну репродукцију боја. На пример, пластична сочива могу изазвати већу дисторзију боја (хроматску аберацију) у односу на стаклена сочива. То значи да алгоритми АВБ морају специфично да компензују ово.

Филтери боје спектра

Филтери уграђени у сочива прецизно контролишу које таласне дужине светлости долазе до сензора. Квалитет и тип ових филтера директно утичу на баланс боја, посебно током аутоматске корекције беле боје procesu.

Glavni ugao zraka (CRA)

ЦРА описује угао под којим светлост улази кроз сочиво и погађа сензор. За широкоугаона сочива, ЦРА је посебно важна. То је зато што утиче на дистрибуцију светлости и једноличност боја, посебно у близини ивица слике. Алгоритми АВБ морају узети у обзир ЦРА како би осигурали да корекција боја буде конзистентна кроз целу слику.

Antirefleksne omotnice

Посебни антирефлексне облоге на сочивима имају за циљ минимизирање унутрашњих рефлексија. Ове облоге побољшавају количину светлости која пролази кроз сочиво, повећавају контраст и смањују нежељено заслепљење и фантомске рефлексије. Квалитет ових облога директно утиче на количину и квалитет светлости која стиже до сензора. То, на крају, утиче на Перформансе АВБ-а (AWB performance) . За најбоље резултате АВБ-а, сочиво мора бити прецизно калибровано уз сензор камере и ИСП (ISP).

Како извршити калибрацију аутоматског баланса беле у уграђеном систему визије?

Kalibracijom automatske balanse beline подразумева пажљиво доналажење параметара процесора сигнала слике (ИСП / ISP) и придружених сочива камере. Циљ је исправити промене температуре боје које настају из различитих извора светлости и незнатне ефекте сочива на боју. У наставку су детаљни кораци који се обично укључују у процес калибрације АВБ-а.

Избор температуре боје и прикупљање слике

Прво, направите серију тестних слика под специфичним, унапред одређеним температурама боје. Ово обично укључује честе типове осветљења као што су дневна светлост, флуоресцентна и жарна светлост. Овај корак симулира разне стварне услове осветљења са којима се камера може сусрести, чиме нам добијају основни подаци за каснију калибрацију.

Примени алгоритам балансе беле

Затим примени изабрани Алгоритам АВБ на упечене тестне слике. Циљ алгоритма је да пронађе бела или неутрална подручја унутар слике. Затим се подешавају добитак канала Црвено, Зелено и Плаво (RGB) тако да та подручја изгледају неутрално уз различите температуре боје.

Компензирај карактеристике сочива

Пошто карактеристике сочива као што су материјал, филтри и антирефлексни премази могу благо утицати на боју, морамо да компенсирамо те факторе. То обично значи да се подешавају параметри унутар AWB алгоритма како би се специфично исправиле било какве одступања боје која је узрокована сочивом.

Додатно подешавање и оптимизација

Tokom kalibracije, možda ćete morati da ponovite korake više puta kako biste precizno podesili parametre AWB algoritma. Ovo često uključuje prilagođavanje praga bojne temperature, poboljšanje brzine reakcije algoritma i osiguranje doslednosti boja u širokom opsegu svetlosnih uslova.

Verifikacija i testiranje

Na kraju, potvrđujemo efikasnost AWB kalibracije testiranjem kamere u stvarnim svetlosnim uslovima. Ovo uključuje snimanje slika u prirodnom i veštačkom svetlu i pažljivu proveru tačnosti boja i ukupnog kvaliteta slike.

Koje aplikacije zahtevaju kalibraciju automatskog balansa beline?

Kalibracijom automatske balanse beline je ključna u mnogim oblastima, posebno u ugrađenim vidnim sistemima gde je tačna boja kritična.

Fotografija unutar zgrade

У фотографији у затвореном простору, професионалци често раде са мешовитим изворима светлости – као што је природна светлост у комбинацији са вештачким осветљењем. Улога АВБ-а (AWB) је кључна у овом случају, како би се осигурало да боје коже и боје у сцени изгледају природно и хармонично. Тачном калибрацијом АВБ алгоритма, фотографи могу значајно смањити потребу за детаљном пост-обрадом. На тај начин добијају слике са изузетном равнотежом боја одмах након снимања.

Kamera za vozilo u reversu

Камере за вожње уназад раде у стално променљивим условима осветљења, од јаке дневне светлости до слабе светлости ноћу или у облачним данима. Калибрација АВБ-а значајно побољшава јасноћу слике и тачност боја током вожње уназад, посебно у тешким условима са слабом светлошћу. Оптимизацијом АВБ-а возачи добијају стално јасан поглед у непосредну позадину, чиме се директно побољшава безбедност.

Индустријски прегледи и безбедносно надгледање

U industrijska inspekcija тacна репродукција боја је кључна за тачно откривање недостатака. На пример, чак и мали разлике у боји тканина или електронских делова могу указивати на недостатак производа. На сличан начин, у безбедносном надзору , tačna boja pomaže u identifikaciji ciljeva i analizi scena. Калибрација АВБ-а obezbeđuje stabilnost i pouzdanost slike. Održava visokokvalitetne vizuelne podatke čak i u dinamički promenljivim svetlosnim uslovima.

Koju standardnu belu ravnotežu da koristite?

Највише moduli kamera nude različite standardna bela ravnoteža postavke, poput 'Automatske', 'Dnevna svetlost', 'Naoblako', 'Žaruljno' i 'Fluorescentno'. Za većinu opštih, svakodnevnih situacija, Automatska balansa beline (AWB) je obično najbolji izbor. Razlog za to je što se pametno prilagođava ambijentalnoj svetlosti. Međutim, u vrlo specifičnim i stabilnim svetlosnim uslovima, ručni izbor standardne predefinirane vrednosti može dati preciznije rezultate. Na primer, u prostoriji osvetljenoj samo žaruljama, izbor predefinirane postavke 'Žaruljno' je često precizniji nego korišćenje automatskog režima. U profesionalnim aplikacijama koje zahtevaju veoma stabilnu boju ili određene testne uslove, ručno podešavanje i zaključavanje bele ravnoteže je takođe uobičajena i preporučena praksa.

Закључак

Automatska balansa beline (AWB) je ključni i kompleksan deo ugrađenim vidnim sistemima . Njegov uspeh zavisi ne samo od naprednih ISP algoritama već i od bliske saradnje timova i precizne kalibracije sa leća . Inženjeri moraju duboko da razumeju sve, od princip automatske balanse beline to Калибрација АВБ-а koraka i njegovog ključnog značaja u raznim stvarnim primenama. Kako se tehnologija stalno unapređuje, precizna AWB će i dalje pokretati veliki napredak u modul kamere reprodukciji boja. To će dovesti do realističnijih i pouzdanijih vizuelnih iskustava za proizvode, od kućne elektronike do složenih industrijskih sistema.

Sinoseen ima više od 14 година богатог искуства u поље уградивидне визије . Posvećeni smo pomažući našim klijentima da integrišu odgovarajuće, visokoperformantne moduli kamera . Takođe smo stručni za rešavanje izazovnih problema kvaliteta slike, uključujući precizno Kalibracijom automatske balanse beline . Ako tražite profesionalne ugrađeni modul kamere rešenja ili imate izazova sa kalibracijom automatske balanse beline , slobodno kontaktirajte sinoseenov stručni tim već danas . Ovdje smo da vam pružimo prilagođene tehničke savjete i podršku za proizvode kako biste poboljšali učinak vašeg sustava za vođenje.