Ottimizza i parametri della Telecamera per il rilevamento di oggetti in movimento
Gaspar van Elmbt
Le applicazioni con oggetti in rapido movimento richiedono spesso un'elevata frequenza di fotogrammi e un breve tempo di esposizione. Un tempo di esposizione breve comporta meno luce, il che significa che sono necessari un obiettivo e un sensore d'immagine sensibili alla luce.
Ecco una panoramica delle impostazioni che ti aiuteranno a trovare le impostazioni ottimali nella tua applicazione ad alta velocità. Puoi utilizzarla come linea guida.
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Impostare il tempo di esposizione corretto
La prima impostazione da ottimizzare è il tempo di esposizione. Il tempo massimo di esposizione è 1/framerate. Se si desidera ottenere 200 fps, il tempo massimo di esposizione è 1/200 = 5 ms.
Più breve è il tempo di esposizione, più scura sarà l'immagine; pertanto, si desidera che il tempo di esposizione sia il più lungo possibile per aumentare la luminosità. Tuttavia, esso è limitato dal tempo massimo di esposizione calcolato come mostrato sopra. Un'altra importante limitazione di cui bisogna essere consapevoli è il tempo massimo di esposizione per evitare il mosso. Questo aspetto è ulteriormente spiegato in questo articolo. In alcune applicazioni il mosso è accettabile; in questi casi è possibile utilizzare un tempo di esposizione superiore al valore calcolato.
Utilizzare il Gain per migliorare la luminosità dell'immagine
L'aumento dell'impostazione del guadagno analogico aumenterà anche la luminosità dell'immagine. Quando l'ampiezza del segnale di uscita del sensore rimane costante, l'aumento del guadagno rende la curva di risposta più ripida, rendendo l'immagine più luminosa. Per ogni aumento di 6dB dell'impostazione del guadagno, il valore di grigio dell'immagine raddoppierà. Ad esempio, quando la Telecamera ha un guadagno di 0dB, il valore di grigio dell'immagine è 126 e, se il guadagno viene aumentato a 6dB, il valore di grigio dell'immagine aumenterà a 252.
Pertanto, l'aumento del guadagno può essere utilizzato per aumentare la luminosità dell'immagine.
Si noti che l'aumento del guadagno analogico amplificherà il rumore dell'immagine.
Utilizzare Digital Shift per aumentare ulteriormente la luminosità
Alcune delle nostre telecamere offrono la funzione di shift digitale. È comunemente utilizzata per aumentare la luminosità delle immagini. Il miglioramento avviene grazie all'incremento della luminosità di ogni pixel individualmente tramite lo 'shift' dei valori binari verso sinistra. Impostare il valore di shift digitale a n comporta uno shift logico a sinistra di n su tutti i valori dei pixel.
Alla fine, questa procedura moltiplica ogni valore di pixel per 2^n. Questo comporterà un'immagine più luminosa ma aumenterà anche il rumore. Se il valore risultante del pixel supera il valore massimo possibile per il formato pixel corrente, viene impostato al valore massimo.
Per configurare il fattore di shift digitale, modifica il valore del parametro “DigitalShift”.
Tuttavia, non tutti i modelli offrono questa funzione. Se il tuo modello non la supporta, puoi modificare il valore del guadagno per ottenere un effetto simile. Si prega di notare che lo shift digitale aumenterà anche i livelli di rumore.
Binning per aumentare la sensibilità del sensore di immagine
Alcune Telecamere offrono la possibilità di utilizzare il binning. Con il binning si combinano i valori di 4 pixel, rendendo la Telecamera 4 volte più sensibile alla luce. Tuttavia, anche la risoluzione della Telecamera viene divisa per 4.
Ulteriori informazioni sono disponibili in questo articolo sul binning delle Telecamere.
Utilizzare un sensore di immagine con una dimensione dei pixel maggiore
La dimensione del pixel ha una grande influenza sulla sensibilità alla luce della Telecamera. Pixel più grandi catturano più luce rispetto a quelli più piccoli. Utilizzare un sensore di immagine con un pixel da 6,9µ invece di uno da 3,45µ comporterà una quantità di luce quattro volte superiore (3,45*3,45=11,90µm², 6,9*6,9=47,61µm²). Quando si confrontano sensori di diversi produttori o anche dello stesso produttore ma di generazioni diverse di sensori di immagine, un pixel più grande non comporta sempre una maggiore sensibilità alla luce. Più recente è il sensore di immagine, maggiore sarà la sensibilità alla luce del pixel a parità di dimensione del pixel.
Telecamere monocromatiche/a colori
Le telecamere monocromatiche sono fino a tre volte più sensibili alla luce rispetto alle telecamere a colori. Questo perché le telecamere a colori utilizzano un filtro Bayer per generare un'immagine a colori. Questo filtro Bayer blocca la maggior parte della luce impedendole di raggiungere i pixel del sensore. Di conseguenza, solo la luce del colore specifico del filtro raggiunge il pixel del sensore.
Inoltre, le telecamere monocromatiche generano anche un'immagine più nitida, poiché non vi è alcun tipo di elaborazione dell'immagine come avviene nelle telecamere a colori.
Fonte: Bayer pattern on sensor profile - Bayer filter - Wikipedia
Selezionare il miglior obiettivo con un basso numero F
Obiettivos sono disponibili con diversi valori F che determinano quanta luce lasciano passare. La maggior parte di essi dispone di un'iride manuale, che consente di modificare il valore F dell'obiettivo. Per ottenere la massima quantità di luce che passa attraverso, è consigliabile scegliere un Obiettivo con un valore F basso, come F1.4. Un obiettivo F1.4
catturerà il doppio della luce rispetto a F2.0, ma ridurrà la profondità di campo.
Più luce per ottenere un'immagine migliore dalla Telecamera
Se l'immagine della tua Telecamera è ancora troppo scura e non è possibile effettuare ulteriori regolazioni delle impostazioni sopra indicate, aggiungere una luce supplementare può essere la soluzione.
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Troveremo l'illuminazione ottimale per il tuo caso.
