تراز سفیدی خودکار چیست؟

مقدمه

آیا تا به حال در داخل خانه عکس گرفته اید و متوجه ته رنگ نارنجی شده اید؟ یا یکی بیرون با ظاهری مایل به آبی؟ منابع نوری مختلف - لامپ های رشته ای گرم، نور روز خنک، لوله های فلورسنت سبز - رنگ همه چیز را تغییر می دهند. چشمان ما به طور خودکار جبران می کنند، بنابراین یک ورقه سفید در همه جا سفید به نظر می رسد. با این حال، دوربین ها به کمک نیاز دارند. آنجاستتراز سفیدی خودکار (AWB)می آید درماژول دوربین، AWB صحنه را تجزیه و تحلیل می کند و رنگ ها را برای طبیعی جلوه دادن آنها تنظیم می کند. این مقاله توضیح می‌دهد که AWB چگونه کار می‌کند، چرا برای موارد مختلف اهمیت داردماژول دوربینانواع، و چه چیزی را باید جستجو کرد.

تراز سفیدی چیست؟

تراز سفیدی رنگ‌ها را حذف می‌کند به طوری که اشیایی که برای چشم انسان سفید به نظر می‌رسند در تصویر نیز سفید می‌شوند. رنگ نور با کلوین (K) اندازه گیری می شود - اعداد کم گرم (نارنجی)، اعداد بالا سرد (آبی) هستند. دوربین برای بازتولید دقیق رنگ ها باید دمای رنگ نور را بداند.

تعادل رنگ سفید خودکاربه طور خودکار منبع نور را تشخیص می دهد و اصلاح درست را اعمال می کند.

تراز سفیدی خودکار چگونه کار می کند
یک الگوریتم معمولی AWB:

منبع نور را تشخیص می دهد- با میانگین رنگ های پیکسل (فرض دنیای خاکستری) یا پیدا کردن پیکسل های روشن که باید سفید باشند.

سود را اعمال می کند- شدت کانال قرمز و آبی را تنظیم می کند. کانال سبز معمولا به عنوان مرجع باقی می ماند.

آهنگ های دقیق- از یک جدول نگاه برای روشنایی مختلط (مثلاً فلورسنت + نور پنجره) استفاده می کند.

در یکماژول دوربین cmos، AWB معمولاً در پردازنده سیگنال تصویر (ISP) یا در سخت افزار (روی حسگر) یا نرم افزار (روی CPU میزبان) پیاده سازی می شود.

چرا AWB مهم است
بدون AWB، aماژول دوربین hdرنگ‌های غیرواقعی تولید می‌کند - یک دیوار سفید در زیر نور فلورسنت صورتی یا در زیر نورهای رشته‌ای زرد به نظر می‌رسد. AWB تضمین می کند:

رنگ های ثابت در نورهای مختلف

بعداً اصلاح دستی کمتر.

بینایی کامپیوتری قابل اعتماد (تشخیص اشیا به رنگ های خنثی نیاز دارد).

AWB در انواع مختلف ماژول دوربین

• ماژول دوربین HD- معمولیماژول دوربین hd(1080p) که در وب کم ها یا آندوسکوپ ها استفاده می شود، دارای AWB داخلی در ISP است. برای اکثر صحنه‌های داخلی و خارجی خوب عمل می‌کند، اما ممکن است در زیر نور شدید رنگی (مثلاً نور قرمز سالن عمل) دچار مشکل شود.
• ماژول دوربین CMOS- بیشترماژول دوربین cmosسنسورها دارای یک ISP هستند که شامل AWB است. برای سیستم‌های تعبیه‌شده سفارشی، می‌توانید AWB سخت‌افزار را خاموش کنید و در صورت نیاز به مدیریت خاص، الگوریتم نرم‌افزاری خود را پیاده‌سازی کنید (مثلاً تصویربرداری پزشکی در جایی که دقت رنگ بسیار مهم است).
• ماژول دوربین انعطاف پذیر – A ماژول دوربین انعطاف پذیر(به عنوان مثال، برای بورسکوپی یا آندوسکوپ) اغلب در فضاهای باریک و تاریک با نور LED داخلی کار می کند. LED ها دمای رنگ ثابتی دارند (معمولا نور روز یا سفید سرد). در چنین مواردی، تراز سفیدی ثابت (از پیش تنظیم شده روی رنگ LED) ممکن است قابل اعتمادتر از AWB باشد، زیرا دوربین فقط جسم را زیر یک منبع نور می بیند. با این حال، بسیاری از ماژول‌های انعطاف‌پذیر هنوز هم شامل AWB برای تطبیق پذیری هستند.
• ماژول دوربین USB – A ماژول دوربین USBزیر UVC (کلاس ویدیویی USB) معمولاً کنترل‌های AWB را از طریق سیستم عامل در معرض دید قرار می‌دهد. می توانید تعادل رنگ سفید خودکار را در نرم افزار فعال یا غیرفعال کنید. این ماژول‌ها برای برنامه‌های plug-and-play محبوب هستند.
• دوربین ماژول Raspberry-دوربین ماژول رزبری(ماژول رسمی Raspberry Pi Camera) از کتابخانه libcamera استفاده می کند. به طور پیش‌فرض AWB را فعال می‌کند، اما همچنین می‌توانید دمای رنگ ثابتی تنظیم کنید یا AWB را برای کنترل دستی غیرفعال کنید - برای عکاسی نجومی یا بینایی ماشین که در آن رنگ‌های یکسانی از فریم به فریم لازم است، مفید است.

محدودیت های AWB
حتی AWB خوب نیز ممکن است شکست بخورد:

• صحنه های بدون رنگ خنثی- گل قرمزی که کل قاب را پر می کند ممکن است متعادل نباشد: الگوریتم سعی می کند قرمز را "خنثی" کند و آن را خاکستری کند.
• نورپردازی مختلط- نور روز از یک پنجره به علاوه لامپ های گرم داخلی؛ دوربین باید مصالحه ای را انتخاب کند.
• صحنه های بسیار تاریک- نسبت سیگنال به نویز پایین، تخمین رنگ را غیر قابل اعتماد می کند.

انتخاب یک ماژول دوربین با AWB خوب

1. به دنبال تنظیم کاربر باشید– قابلیت قفل کردن AWB یا تنظیم دمای رنگ ثابت در زیر نور مصنوعی ثابت مفید است.
2. مشخصات ISP را بررسی کنید- کیفیت بالاماژول دوربین hdمحصولات تولیدکنندگان معتبر (مانند Sincere) از الگوریتم‌های پیشرفته AWB با جداول بررسی دمای رنگ استفاده می‌کنند.
3. زیر نور خود تست کنید- در شرایطی که دوربین شما با آن مواجه می شود، نمونه عکس بگیرید.

ماژول های دوربین Sincere
در صادقانه، ما طراحی می کنیمماژول دوربینمحصولات با تعادل سفید خودکار قابل اعتماد:

• ماژول دوربین Cmos- سخت افزار AWB با گزینه های تنظیم دقیق.
• ماژول دوربین HD– ماژول های 1080p و 4K با عملکرد رنگی پایدار.
• ماژول دوربین انعطاف پذیر– تراز سفیدی ثابت یا AWB را انتخاب کنید.
• ماژول دوربین USB- سازگار با UVC، کنترل های AWB از طریق API های استاندارد.
• دوربین ماژول رزبری– ماژول های سازگار با MIPI با libcamera AWB.

خلاصه

تعادل رنگ سفید خودکاریک ویژگی حیاتی برای هر کسی استماژول دوربینکه تحت نور متفاوت کار می کند. به‌طور خودکار رنگ‌ها را تنظیم می‌کند تا سفیدها سفید به نظر برسند و صحنه‌ها طبیعی به نظر برسند. در حالی کهماژول دوربین hdوماژول دوربین USBدستگاه ها دارای AWB پیش فرض خوبی هستند، ممکن است برای کارهای تخصصی به کنترل دستی نیاز داشته باشید. الفماژول دوربین انعطاف پذیربا LED های داخلی ممکن است با تعادل سفید ثابت بهتر عمل کند. برای پروژه های تعبیه شده با استفاده از aدوربین ماژول رزبری، libcamera گزینه های خودکار و دستی را در اختیار شما قرار می دهد. درک AWB به شما کمک می کند تا درست را انتخاب کنیدماژول دوربین cmosبرای رنگ دقیق و ثابت

برای بحث در مورد خود با صادقانه تماس بگیریدماژول دوربینوتعادل رنگ سفید خودکارالزامات