Hai semua, ini Jake dari Modul Kamera AB, dan hari ini saya ingin mengurangkan gembar-gembur mengenai modul kamera 1MP—khususnya ketepatan imbangan putihnya. Anda mungkin berfikir, "1MP? Bukankah itu teknologi purba berbanding 4K atau 8K hari ini?" Sudah tentu, kamera beresolusi tinggi itu mendapat semua kilauan, tetapi modul 1MP masih menjadi tenaga kerja untuk segala-galanya daripada penderia IoT hingga ke kamera keselamatan peringkat permulaan, dan ketepatan imbangan putih (WB) boleh dibuat atau dipecahkan untuk melihat betapa bergunanya tangkapan itu sebenarnya. Saya faham—apabila keseluruhan portfolio anda dibina pada modul 1MP seperti pilihan popular kami, saya mengemukakan soalan ini sepanjang masa: Sejauh manakah tepat WB mereka? Mari kita pecahkan ini tanpa jargon, dan masukkan beberapa konteks dunia sebenar daripada modul yang kami hantar setiap hari.
Mula-mula, mari pastikan kita berada di halaman yang sama: imbangan putih adalah mengenai memastikan objek putih kelihatan putih, bukan biru atau kuning, di bawah pencahayaan yang berbeza. Cawan kopi yang berwarna putih tidak sepatutnya kelihatan seperti telah dicelup biru pucat di bawah lampu dalaman yang hangat atau dilunturkan matahari di bawah cahaya siang yang sejuk. Untuk kamera resolusi tinggi, itu adalah perkara yang lengkap dengan penderia termaju dan cip pemprosesan, tetapi untuk modul 1MP, ia adalah gabungan ISP (pemproses isyarat imej) terpasang penderia imej, lensa dan penentukuran yang kami lakukan secara dalaman—perkara yang lebih penting daripada helaian spesifikasi yang mungkin menjadikannya berbunyi.
Kini, 1MP berbunyi asas, tetapi tidak semua modul dicipta sama. Saya telah melihat lelaki berhemat pada sensor murah untuk memotong sudut, dan mereka akan menyukai WB. Tetapi apabila anda memilih asas penderia yang kukuh (seperti yang kami gunakan), WB sebenarnya cukup konsisten untuk perkara yang direka bentuk untuk dilakukan oleh modul ini. Mari kita mulakan dengan nombor kerana itulah yang biasanya orang tanya dahulu. Biasanya, untuk modul 1MP yang ditentukur seperti kamiModul Kamera Berkelajuan TinggiatauModul Kamera OV9732, ralat WB mendarat antara 2 dan 5 Delta E. Tunggu, apakah Delta E? Itulah metrik ketepatan warna standard, di mana apa-apa di bawah 3 hampir tidak dapat dilihat oleh mata manusia—seperti, anda perlu merenung dua dinding putih bersebelahan untuk memberitahu perbezaan. Di bawah 5 Delta E boleh diterima sepenuhnya untuk 90% kes penggunaan, dan kebanyakan modul kami mencatatkan purata kira-kira 3.5. Itu tidak buruk, bukan?
Mari kita tanah itu dalam penggunaan sebenar. Jika anda menggunakan kamera 1MP untuk kamera keselamatan rumah di luar, WB perlu mengendalikan lampu jalan siang dan malam. Jika ia adalahModul Kamera IoTuntuk gudang, ia berurusan dengan lampu pendarfluor, bukan hanya cahaya matahari. Sejujurnya, tiada modul 1MP yang sempurna, tetapi 2-5 Delta E lebih daripada mencukupi untuk kegunaan kamera ini. Ramai orang membandingkannya dengan kamera resolusi tinggi, dan ya, modul 12MP mungkin mencapai 1-2 Delta E, tetapi anda membayar lebih untuk itu, dan ia berlebihan untuk kebanyakan pekerjaan. Untuk konteks, talian kos rendah kami, theModul Kamera Kos Rendah, mempunyai ralat WB 4-6 Delta E, yang masih baik untuk perkara seperti pengimbas kod bar asas atau loceng pintu peringkat permulaan yang anda tidak memerlukan warna yang tepat. Ia bukan ketepatan peringkat studio, tetapi ia juga bukan sampah—orang yang membeli itu tahu apa yang mereka perolehi.
Sekarang, faktor besar yang mempengaruhi ketepatan WB pada modul ini, kerana ia bukan hanya sensor. Pertama ialah penentukuran sensor. Apabila kami memasang modul kami, kami menjalankan setiap satu melalui gerai pencahayaan piawai—kami menggunakan cahaya siang D65 (itulah yang dipersetujui oleh saintis "putih neutral") dan cahaya A (pijar dalaman yang hangat) untuk menala ISP. Sesetengah pembekal yang lebih murah melangkau langkah ini dan hanya menggunakan lalai kilang, yang bermaksud WB mereka ada di mana-mana. Saya telah melihat modul daripada syarikat lain yang kelihatan seperti segala-galanya dalam foto berwarna kuning, dan itu kerana mereka melangkau penentukuran untuk menjimatkan 50 sen seunit. Kami tidak berbuat demikian. Untuk modul 1MP kelas atas kami, kami juga menggunakan penentukuran dua mata, yang memperhalusi WB untuk kedua-dua cahaya yang sejuk dan hangat, jadi anda tidak mendapat peralihan warna yang pelik itu apabila syot berubah daripada cerah kepada teduh.
Seterusnya ialah kualiti kanta. Tunggu, kanta penting untuk WB? Ramai orang lupa itu. Jika kanta mempunyai penyimpangan kromatik yang buruk—apabila warna yang berbeza melengkung secara berbeza semasa ia melalui kaca—anda boleh mendapat pinggiran warna pelik pada objek putih, yang membuang pengiraan WB ISP. Kami menggunakan kanta bersalut anti-reflektif untuk modul kami, walaupun yang kos rendah, untuk mengurangkannya. Sesetengah modul sangat murah menggunakan kanta plastik tanpa salutan, dan ia akan mempunyai rona warna yang ketara pada tepi permukaan putih. Bukan masalah besar untuk pengimbas kod bar, tetapi ia adalah sesuatu yang perlu diperhatikan jika anda mengambil berat tentang warna yang konsisten.
Keadaan pencahayaan juga memainkan peranan, dan di sinilah 1MP boleh mengejutkan orang ramai. Tunggu, saya katakan tadi purata kami ialah 3.5 Delta E di bawah cahaya terkawal, tetapi bagaimana pula dengan cahaya malap? Di situlah keadaan menjadi sedikit suram. Dalam tetapan super malap, penderia 1MP perlu menaikkan keuntungan (kecerahan) untuk mendapatkan tangkapan yang boleh digunakan, dan itu boleh memperkenalkan sedikit bunyi yang mengganggu WB. Namun begitu, kami melihat 6-7 Delta E, yang masih boleh diterima untuk kebanyakan kes penggunaan. Jika anda menggunakannya untuk penderia cahaya ambien termostat pintar? Tiada masalah. Jika untuk kamera yang perlu mengenal pasti inventori berkod warna dalam gudang? Kami boleh melaraskan tetapan ISP untuk mengutamakan ketepatan warna berbanding keuntungan cahaya malap, supaya ia berfungsi. Itulah kelebihan bekerja dengan pembekal yang menawarkan tetapan boleh disesuaikan, dengan cara—sesuatu yang kami lakukan untuk semua modul kami, termasukModul Dwi Kameratalian jika anda memerlukan dua kamera yang dipadankan untuk penglihatan stereo atau sesuatu.
Tunggu, mari kita bincangkan satu mitos biasa: orang berfikir “1MP = ketepatan rendah” noktah. Itu tidak benar. Saya telah menguji modul OV9281 kami terhadap modul 4MP daripada jenama terkenal dalam ujian cahaya malap yang sama, dan perbezaan WB hanya 1 Delta E paling teruk. 1MP ialah 5.2, 4MP ialah 4.1—hampir tidak terdapat jurang yang ketara untuk kebanyakan aplikasi. Satu-satunya masa perbezaan Delta E penting ialah jika anda melakukan kerja kritikal warna, seperti peranti perubatan atau kamera pemeriksaan makanan. Dalam kes tersebut, anda mahu modul resolusi lebih tinggi, tetapi jika 1MP sesuai dengan keperluan piksel anda (dan ia sesuai untuk banyak perkara), ketepatan WB adalah baik.
Perkara lain: bagaimanakah imbangan putih automatik (AWB) berfungsi pada modul ini? AWB ialah ciri yang melaraskan WB dengan cepat, jadi anda tidak perlu menetapkannya secara manual. Untuk modul 1MP kami, algoritma AWB ditala khusus untuk bilangan piksel yang kecil—memandangkan 1MP hanyalah 1 juta piksel, ISP mempunyai kurang data untuk digunakan berbanding penderia resolusi tinggi. Tetapi kami telah membina algoritma untuk mengutamakan kestabilan berbanding kesempurnaan, jadi ia tidak berkelip apabila anda berjalan dari bilik dengan lampu kuning kepada lampu LED biru. Itu yang besar—beberapa modul murah akan melantun antara pukulan tengah biru dan kuning, yang sangat menjengkelkan. Kami kekal konsisten, walaupun dengan perubahan pencahayaan yang pantas.
Mari kita bincangkan juga tentang maklum balas pelanggan sebenar, kerana jumlahnya hebat, tetapi cerita penting. Suku lalu, kami mempunyai pelanggan yang membuat pembayaran automatik untuk kedai runcit—mereka menggunakan modul kos rendah kami untuk pemantauan rak, dan mereka memberitahu kami bahawa WB adalah lebih tepat daripada modul yang mereka peroleh daripada pembekal lain. Seorang lagi pelanggan menggunakan modul berkelajuan tinggi kami untuk kamera pengiraan trafik, dan mereka berkata imbangan putih tidak pernah beralih, walaupun ketika matahari berada di belakang pokok di tengah-tengah tangkapan. Saya faham—apabila anda membeli komponen untuk produk yang pergi ke pasaran, anda perlu percaya bahawa WB tidak akan merosakkan produk akhir anda. Itulah sebabnya kami menentukur setiap modul sebelum ia dihantar, dan kami menawarkan tempoh ujian 30 hari supaya anda boleh mengesahkan ketepatan untuk diri sendiri.
Sekarang, jika anda berada di sini kerana anda mendapatkan modul kamera 1MP, mari kita pergi ke pengejaran. Jika anda memerlukan sesuatu untuk pengawasan asas, IoT, pengimbasan kod bar atau penglihatan perindustrian yang mudah, talian kami telah membantu anda. Jika anda memerlukan ketepatan yang lebih sedikit untuk kerja kritikal warna, modul penentukuran lebih tinggi kami ditala untuk mencapai 2-4 Delta E, yang hampir tidak dapat dilihat oleh sesiapa sahaja yang tidak memakai kot makmal saintis warna. TheModul Kamera OV9732adalah pilihan kami untuk kebanyakan aplikasi jarak pertengahan, dengan WB yang konsisten merentas keadaan pencahayaan, danModul Kamera Berkelajuan Tinggisesuai untuk kegunaan gerakan di mana anda tidak mahu WB beralih apabila keadaan bergerak pantas. TheModul Kamera Kos Rendahmempunyai ralat yang sedikit lebih tinggi, tetapi ia tidak dapat dikalahkan untuk projek yang setiap dolar dikira.
Tunggu, saya juga harus menyebut perkara yang perlu dielakkan jika anda mengambil berat tentang WB. Pertama, jangan beli modul daripada pembekal yang tidak melakukan penentukuran dalaman. Jika tapak mereka hanya menyenaraikan "penderia CMOS 1MP" dan tidak bercakap tentang WB atau Delta E, mereka mungkin menghantar unit yang tidak ditentukur. Kedua, elakkan modul tanpa jenama yang sangat murah—kami menguji modul $2 dari Amazon sekali, dan ralat WBnya ialah 12 Delta E, yang bermaksud semua putih kelihatan kuning, dan warna tidak aktif sepenuhnya. Itu bukan sesuatu yang anda mahukan dalam produk anda. Ketiga, pastikan lensa dipadankan dengan sensor. Sesetengah pembekal mencampur dan memadankan kanta murah dengan penderia berkualiti, dan itu membunuh WB. Kami menguji setiap pasangan lensa-sensor sebelum pemasangan, supaya anda tidak mendapat masalah itu.
Pada penghujung hari, ketepatan imbangan putih modul kamera 1MP bukanlah nombor yang menakutkan dan tidak diketahui. Apabila anda bekerja dengan pembekal bereputasi seperti kami, anda melihat 2-5 Delta E, yang lebih daripada mencukupi untuk kebanyakan aplikasi dengan 1MP ialah kiraan piksel yang betul. Sudah tentu, ia bukan peringkat studio, tetapi ia konsisten, boleh dipercayai, dan itulah sebabnya banyak industri masih bergantung pada modul 1MP.
Jika anda sudah bersedia untuk bercakap tentang kes penggunaan khusus anda—sama ada projek IoT, kamera keselamatan atau sesuatu yang lain—mari bersembang. Kami boleh membantu anda memilih modul yang betul, melaraskan penentukuran jika anda memerlukannya dan menjawab sebarang soalan lain yang anda ada tentang WB atau spesifikasi. Jangan teragak-agak untuk menghubungi anda untuk memulakan perbualan.
Rujukan:
- Organisasi Antarabangsa untuk Standardisasi (ISO) 17321-1:2012, Fotografi – Kamera gambar pegun elektronik – Bahagian 1: Penentuan indeks pendedahan, penarafan kelajuan ISO, kepekaan output standard dan indeks pendedahan yang disyorkan
- Persatuan Jurutera Filem dan Televisyen (SMPTE) RP 177-1993, Kaedah Pengukuran Ketepatan Pengeluaran Semula Warna Sistem Televisyen
- Lembaran Data Penderia Imej OmniVision Technologies OV9732, 2020
- Semiconductor Components Industries LLC (ON Semiconductor) Helaian Data Penderia Imej GC1084, 2021
- Kumpulan Pengimejan Digital, Universiti California, Berkeley. (2019). Ketepatan Imbangan Putih untuk Penderia Pengimejan Resolusi Rendah. Laporan Teknikal UCB/EECS-2019-127.
