Εισαγωγή
Έχετε τραβήξει ποτέ μια φωτογραφία σε εσωτερικό χώρο και παρατηρήσετε μια πορτοκαλί απόχρωση; Ή ένα έξω με μπλε βλέμμα; Διαφορετικές πηγές φωτός – θερμοί λαμπτήρες πυρακτώσεως, δροσερό φως της ημέρας, πράσινοι σωλήνες φθορισμού – αλλάζουν το χρώμα των πάντων. Τα μάτια μας αντισταθμίζουν αυτόματα, έτσι ένα λευκό σεντόνι φαίνεται παντού λευκό. Ωστόσο, οι κάμερες χρειάζονται βοήθεια. Εκεί είναι πουαυτόματη ισορροπία λευκού (AWB)μπαίνει μέσα Σε αμονάδα κάμερας, το AWB αναλύει τη σκηνή και προσαρμόζει τα χρώματα για να τα κάνει να φαίνονται φυσικά. Αυτό το άρθρο εξηγεί πώς λειτουργεί το AWB, γιατί έχει σημασία για διαφορετικάμονάδα κάμεραςτύπους και τι να αναζητήσετε.
Τι είναι η ισορροπία λευκού;
Η ισορροπία λευκού αφαιρεί τους χρωματικούς σχηματισμούς, έτσι ώστε τα αντικείμενα που φαίνονται λευκά στο ανθρώπινο μάτι να είναι επίσης λευκά στην εικόνα. Το ανοιχτό χρώμα μετριέται σε Kelvin (K) - οι χαμηλοί αριθμοί είναι ζεστοί (πορτοκαλί), οι υψηλοί είναι ψυχροί (μπλε). Η κάμερα πρέπει να γνωρίζει τη θερμοκρασία χρώματος του φωτός για να αναπαράγει τα χρώματα με ακρίβεια.
Αυτόματη ισορροπία λευκούανιχνεύει αυτόματα την πηγή φωτός και εφαρμόζει τη σωστή διόρθωση.
Πώς λειτουργεί η αυτόματη ισορροπία λευκού
Ένας τυπικός αλγόριθμος AWB:
Ανιχνεύει την πηγή φωτός– με τον μέσο όρο των χρωμάτων pixel (υπόθεση γκρι κόσμου) ή την εύρεση φωτεινών pixel που θα πρέπει να είναι λευκά.
Εφαρμόζει κέρδη– ρυθμίζει την ένταση του κόκκινου και του μπλε καναλιού. το πράσινο κανάλι συνήθως αφήνεται ως αναφορά.
λεπτές μελωδίες– χρησιμοποιεί έναν πίνακα αναζήτησης για μικτό φωτισμό (π.χ. φθορισμός + φως παραθύρου).
Σε έναμονάδα κάμερας cmos, το AWB συνήθως υλοποιείται στον επεξεργαστή σήματος εικόνας (ISP), είτε σε υλικό (στον αισθητήρα) είτε σε λογισμικό (στην κεντρική CPU).
Γιατί το AWB έχει σημασία
Χωρίς AWB, αμονάδα κάμερας hdθα παρήγαγε μη ρεαλιστικά χρώματα – ένας λευκός τοίχος θα φαινόταν ροζ κάτω από το φως φθορισμού ή κίτρινος υπό πυρακτωμένο. Η AWB διασφαλίζει:
Σταθερά χρώματα σε διαφορετικούς φωτισμούς.
Λιγότερη χειροκίνητη διόρθωση αργότερα.
Αξιόπιστη όραση υπολογιστή (η ανίχνευση αντικειμένων αναμένει ουδέτερα χρώματα).
AWB σε διαφορετικούς τύπους μονάδας κάμερας
- Μονάδα κάμερας HD– Ένα τυπικόμονάδα κάμερας hd(1080p) που χρησιμοποιείται σε webcam ή ενδοσκόπια έχει ενσωματωμένο AWB στον ISP του. Λειτουργεί καλά για τις περισσότερες εσωτερικές και εξωτερικές σκηνές, αλλά μπορεί να δυσκολευτεί κάτω από έντονα έγχρωμο φως (π.χ. κόκκινο φως χειρουργείου).
- Μονάδα κάμερας CMOS– Οι περισσότεροιμονάδα κάμερας cmosΟι αισθητήρες συνοδεύονται από έναν ISP που περιλαμβάνει AWB. Για προσαρμοσμένα ενσωματωμένα συστήματα, μπορείτε να απενεργοποιήσετε το AWB υλικού και να εφαρμόσετε τον δικό σας αλγόριθμο λογισμικού εάν χρειάζεστε ειδικό χειρισμό (π.χ. ιατρική απεικόνιση όπου η ακρίβεια των χρωμάτων είναι κρίσιμη).
- Ευέλικτη μονάδα κάμερας – A ευέλικτη μονάδα κάμερας(π.χ. για οπίσθια ή ενδοσκόπια) λειτουργεί συχνά σε στενούς, σκοτεινούς χώρους με ενσωματωμένο φωτισμό LED. Τα LED έχουν σταθερή θερμοκρασία χρώματος (συνήθως φως ημέρας ή ψυχρό λευκό). Σε τέτοιες περιπτώσεις, η σταθερή ισορροπία λευκού (προρυθμισμένη στο χρώμα LED) μπορεί να είναι πιο αξιόπιστη από το AWB, επειδή η κάμερα βλέπει το αντικείμενο μόνο κάτω από μία πηγή φωτός. Ωστόσο, πολλές ευέλικτες μονάδες εξακολουθούν να περιλαμβάνουν AWB για ευελιξία.
- Μονάδα κάμερας USB – A Μονάδα κάμερας USBμετά από UVC (Κλάση βίντεο USB) συνήθως εκθέτει τα στοιχεία ελέγχου AWB μέσω του λειτουργικού συστήματος. Μπορείτε να ενεργοποιήσετε ή να απενεργοποιήσετε την αυτόματη ισορροπία λευκού στο λογισμικό. Αυτές οι μονάδες είναι δημοφιλείς για εφαρμογές plug-and-play.
- Κάμερα Raspberry Module– Τοraspberry module κάμερα(επίσημο Raspberry Pi Camera Module) χρησιμοποιεί τη βιβλιοθήκη libcamera. Ενεργοποιεί το AWB από προεπιλογή, αλλά μπορείτε επίσης να ορίσετε μια σταθερή θερμοκρασία χρώματος ή να απενεργοποιήσετε το AWB για χειροκίνητο έλεγχο – χρήσιμο για αστροφωτογραφία ή μηχανική όραση όπου απαιτείται σταθερό χρώμα από καρέ σε καρέ.
Περιορισμοί του AWB
Ακόμη και το καλό AWB μπορεί να αποτύχει:
- Σκηνές χωρίς ουδέτερα χρώματα– ένα κόκκινο λουλούδι που γεμίζει ολόκληρο το πλαίσιο μπορεί να μην είναι ισορροπημένο: ο αλγόριθμος προσπαθεί να κάνει το κόκκινο "ουδέτερο", κάνοντας το γκρι.
- Μικτός φωτισμός– φως της ημέρας από ένα παράθυρο συν θερμές λάμπες εσωτερικού χώρου. η κάμερα πρέπει να επιλέξει έναν συμβιβασμό.
- Πολύ σκοτεινές σκηνές– Η χαμηλή αναλογία σήματος προς θόρυβο καθιστά αναξιόπιστη την εκτίμηση χρώματος.
Επιλογή μονάδας κάμερας με καλό AWB
- Αναζητήστε προσαρμογή χρήστη– η δυνατότητα κλειδώματος AWB ή ρύθμισης σταθερής θερμοκρασίας χρώματος είναι χρήσιμη κάτω από συνεχές τεχνητό φως.
- Ελέγξτε τις προδιαγραφές ISP– υψηλής ποιότηταςμονάδα κάμερας hdπροϊόντα από αξιόπιστους κατασκευαστές (όπως η Sincere) χρησιμοποιούν προηγμένους αλγόριθμους AWB με πίνακες αναζήτησης θερμοκρασίας χρώματος.
- Δοκιμή υπό τον φωτισμό σας– τραβήξτε δείγματα εικόνων υπό τις ίδιες συνθήκες που θα αντιμετωπίσει η κάμερά σας.
Ενότητες κάμερας της Sincere
Στην Sincere, σχεδιάζουμεμονάδα κάμεραςπροϊόντα με αξιόπιστη αυτόματη ισορροπία λευκού:
- Μονάδα κάμερας Cmos– Υλικό AWB με επιλογές λεπτομέρειας.
- Μονάδα κάμερας HD– Μονάδες 1080p και 4K με σταθερή απόδοση χρώματος.
- Ευέλικτη μονάδα κάμερας– Επιλέξτε σταθερή ισορροπία λευκού ή AWB.
- Μονάδα κάμερας USB– Συμβατά με UVC, έλεγχοι AWB μέσω τυπικών API.
- Raspberry module κάμερα– Μονάδες συμβατές με MIPI με libcamera AWB.
Περίληψη
Αυτόματη ισορροπία λευκούείναι ένα ζωτικό χαρακτηριστικό για οποιονδήποτεμονάδα κάμεραςπου λειτουργεί κάτω από διαφορετικό φως. Προσαρμόζει αυτόματα τα χρώματα για να κάνει τα λευκά να φαίνονται λευκά και οι σκηνές να φαίνονται φυσικές. Ενώμονάδα κάμερας hdκαιΜονάδα κάμερας USBΟι συσκευές έχουν καλό προεπιλεγμένο AWB, μπορεί να χρειαστείτε χειροκίνητο έλεγχο για εξειδικευμένες εργασίες. ΕΝΑευέλικτη μονάδα κάμεραςμε ενσωματωμένες λυχνίες LED μπορεί να λειτουργήσει καλύτερα με σταθερή ισορροπία λευκού. Για ενσωματωμένα έργα που χρησιμοποιούν αraspberry module κάμερα, η libcamera σάς προσφέρει αυτόματες και μη αυτόματες επιλογές. Η κατανόηση του AWB σάς βοηθά να επιλέξετε το σωστόμονάδα κάμερας cmosγια ακριβές, σταθερό χρώμα.
Επικοινωνήστε με την Ειλικρινή για να συζητήσετε τη δική σαςμονάδα κάμεραςκαιαυτόματη ισορροπία λευκούαπαιτήσεις.
