Optimice los parámetros de la cámara para la detección de objetos en movimiento
Gaspar van Elmbt
Las aplicaciones con objetos en rápido movimiento suelen necesitar una alta velocidad de fotogramas y un tiempo de exposición corto. Un tiempo de exposición corto implica menos luz, lo que significa que se requiere un objetivo y un sensor de imagen sensibles a la luz.
Aquí tiene una visión general de los ajustes que le ayudarán a encontrar la configuración óptima en su aplicación de alta velocidad. Puede utilizar esto como una guía.
Table of contents
Establezca el tiempo de exposición correcto
El primer parámetro a optimizar es el tiempo de exposición. El tiempo máximo de exposición es 1/framerate. Si desea alcanzar 200 fps, el tiempo máximo de exposición es 1/200 = 5 ms.
Cuanto menor sea el tiempo de exposición, más oscura será la imagen; por lo tanto, se recomienda que el tiempo de exposición sea lo más largo posible para aumentar el brillo. Sin embargo, está limitado por la exposición máxima calculada, como se muestra arriba. Otra limitación importante que debe tener en cuenta es el tiempo máximo de exposición para evitar el desenfoque por movimiento. Esto se explica con más detalle en este artículo. En algunas aplicaciones el desenfoque por movimiento es aceptable; en estos casos, es posible un tiempo de exposición mayor al valor calculado.
Utilice la Ganancia para mejorar el brillo de la imagen
Aumentar el ajuste de ganancia analógica también incrementará el brillo de la imagen. Cuando la amplitud de la señal de salida del sensor permanece constante, aumentar la ganancia hace que la curva de respuesta sea más pronunciada, lo que produce una imagen más brillante. Por cada aumento de 6 dB en el ajuste de ganancia, el valor de gris de la imagen se duplicará. Por ejemplo, cuando la cámara tiene una ganancia de 0 dB, el valor de gris de la imagen es 126, y si la ganancia se incrementa a 6 dB, el valor de gris de la imagen aumentará a 252.
Por lo tanto, aumentar la ganancia puede utilizarse para incrementar el brillo de la imagen.
Tenga en cuenta que aumentar la ganancia analógica también amplificará el ruido de la imagen.
Utilice el Desplazamiento Digital para aumentar aún más el brillo
Algunas de nuestras cámaras ofrecen soporte para la función de desplazamiento digital. Se utiliza habitualmente para mejorar el brillo de las imágenes. La mejora se produce como resultado de aumentar el brillo de cada píxel individualmente mediante el ‘desplazamiento’ de los valores binarios hacia la izquierda. Establecer el valor de desplazamiento digital en n da como resultado un desplazamiento lógico a la izquierda por n en todos los valores de píxel.
Al final, este procedimiento multiplica cada valor de píxel por 2^n. Esto dará como resultado una imagen más brillante, pero también aumentará el ruido. Si el valor de píxel resultante es mayor que el valor máximo posible para el formato de píxel actual, se establece en el valor máximo.
Para configurar el factor de desplazamiento digital, cambie el valor del parámetro “DigitalShift”.
Sin embargo, no todos los modelos ofrecen soporte para esta función. Si su modelo no la ofrece, puede cambiar el valor de ganancia para obtener un efecto similar. Tenga en cuenta que el desplazamiento digital también aumentará los niveles de ruido.
Binning para aumentar la sensibilidad del sensor de imagen
Algunas cámaras tienen la opción de utilizar binning. Con el binning se combinan los valores de 4 píxeles, lo que da como resultado que la cámara sea 4 veces más sensible a la luz. Sin embargo, la resolución de la cámara también se divide por 4.
Puede encontrar más información en este artículo sobre binning de cámara.
Utilice un sensor de imagen con un tamaño de píxel mayor
El tamaño del píxel tiene una gran influencia en la sensibilidad a la luz de la cámara. Los píxeles más grandes captan más luz que los más pequeños. Utilizar un sensor de imagen con un píxel de 6,9 µ en lugar de uno de 3,45 µ dará como resultado cuatro veces más luz (3,45*3,45=11,90 µm², 6,9*6,9=47,61 µm²). Al comparar sensores de diferentes fabricantes o incluso del mismo fabricante pero de diferentes generaciones de sensores de imagen, un píxel más grande no siempre resultará en un píxel más sensible a la luz. Cuanto más nuevo es el sensor de imagen, más sensible a la luz es el píxel para el mismo tamaño de píxel.
Cámaras monocromas/color
Las cámaras monocromáticas son hasta tres veces más sensibles a la luz que las cámaras en color. Esto se debe a que las cámaras en color utilizan un filtro Bayer para generar una imagen en color. Este filtro Bayer bloquea la mayor parte de la luz que llega a los píxeles del sensor. Como resultado, solo la luz del color específico del filtro llegará al píxel del sensor.
Además, las cámaras monocromáticas también generan una imagen más nítida, ya que no existe un procesamiento de imagen como ocurre en las cámaras en color.
Fuente: Patrón Bayer en el perfil del sensor - Filtro Bayer - Wikipedia
Selección del mejor objetivo con un número F bajo
Los Objetivo vienen con diferentes valores F que determinan cuánta luz dejan pasar. La mayoría de ellos tienen un iris manual, donde se puede cambiar el valor F del objetivo. Para obtener la máxima cantidad de luz que pasa a través, debe elegir un Objetivo con un valor F bajo, como F1.4. Un objetivo F1.4
capturará el doble de luz que uno F2.0, pero disminuirá la profundidad de campo.
Más luz para obtener una mejor imagen de cámara
Si la imagen de su cámara sigue siendo demasiado oscura y no es posible un ajuste más fino de las configuraciones anteriores, añadir luz adicional puede ser la solución.
Si tiene preguntas sobre la iluminación o necesita ayuda
para elegir la luz adecuada, por favor contáctenos.
Encontraremos la iluminación óptima para su caso.
