Optimaliseer camera parameters voor het detecteren van bewegende objecten
Gaspar van Elmbt
Toepassingen met snel bewegende objecten hebben vaak een hoge framerate en korte belichtingstijd nodig. Korte belichtingstijd gaat gepaard met minder licht, wat betekent dat een lichtgevoelige lens en beeldsensor vereist zijn.
Hier is een overzicht van instellingen die u zullen helpen de optimale instellingen in uw hoge-snelheid applicatie te vinden. U kunt dit als richtlijn gebruiken.
Table of contents
Stel de juiste belichtingstijd in
De eerste instelling om te optimaliseren is de belichtingstijd. De maximale belichtingstijd is 1/framerate. Als u 200 fps wilt bereiken, is de maximale belichtingstijd 1/200 = 5 ms.
Hoe lager de belichtingstijd, hoe donkerder het beeld, daarom wilt u dat uw belichtingstijd zo lang mogelijk is om de helderheid te verhogen. Het wordt echter beperkt door de berekende maximale belichting zoals hierboven weergegeven. Een andere belangrijke beperking waar u zich bewust van moet zijn, is de maximale belichtingstijd om bewegingsonscherpte te voorkomen. Dit wordt verder uitgelegd in dit artikel. In sommige toepassingen is bewegingsonscherpte acceptabel, in deze gevallen is een langere belichtingstijd dan de berekende waarde mogelijk.
Gebruik Gain om de helderheid van de afbeelding te verbeteren
Door de analoge gain-instelling te verhogen, wordt ook de helderheid van het beeld verhoogd. Wanneer de amplitude van het sensor uitgangssignaal constant blijft, wordt de response curve steiler door de gain te verhogen, waardoor het beeld helderder wordt. Voor elke 6 dB toename van de gain-instelling, verdubbelt de grijswaarde van het beeld. Bijvoorbeeld, wanneer de camera een gain van 0 dB heeft, is de grijswaarde van het beeld 126, en als de gain wordt verhoogd tot 6 dB, neemt de grijswaarde van het beeld toe tot 252.
Verhoging van de gain kan dus worden gebruikt om de helderheid van het beeld te verhogen.
Houd er rekening mee dat het verhogen van de analoge gain de beeldruis zal versterken.
Gebruik Digital Shift om de helderheid verder te verhogen
Sommige van onze camera's ondersteunen de digitale verschuivingsfunctie. Deze wordt vaak gebruikt om de helderheid van afbeeldingen te verbeteren. De verbetering vindt plaats als gevolg van het afzonderlijk verhogen van de helderheid van elke pixel door de binaire waarden naar links te 'verschuiven'. Het instellen van de digitale verschuivingswaarde op n resulteert in een logische verschuiving naar links met n op alle pixelwaarden.
Uiteindelijk vermenigvuldigt deze procedure elke pixelwaarde met 2n. Dit resulteert in een helderder beeld, maar verhoogt ook de ruis. Als de resulterende pixelwaarde groter is dan de maximale waarde die mogelijk is voor het huidige pixelformaat, wordt deze ingesteld op de maximale waarde.
Om de digitale verschuivingsfactor te configureren, wijzigt u de waarde van de parameter 'DigitalShift'.
Niet elk model ondersteunt deze functie echter. Als uw model dit niet ondersteunt, kunt u de versterkingswaarde wijzigen om een soortgelijk effect te krijgen. Houd er rekening mee dat digitale verschuiving ook de ruisniveaus verhoogt.
Binning om de gevoeligheid van de beeldsensor te vergroten
Sommige camera's hebben de optie om binning te gebruiken. Met binning combineert u de waarde van 4 pixels, waardoor de camera 4 keer meer lichtgevoelig is. De cameraresolutie wordt echter ook gedeeld door 4.
Meer informatie is te vinden in dit artikel over camera binning.
Gebruik een beeldsensor met een grotere pixelgrootte
De pixelgrootte heeft een grote invloed op de lichtgevoeligheid van de camera. Grotere pixels vangen meer licht op dan kleinere. Het gebruik van een beeldsensor met een 6,9 µ pixel in plaats van een 3,45 µ pixel resulteert in vier keer meer licht (3,45 * 3,45 = 11,90 µm², 6,9 * 6,9 = 47,61 µm²). Bij het vergelijken van sensoren van verschillende fabrikanten of zelfs van dezelfde fabrikant maar verschillende generaties beeldsensoren, resulteert een grotere pixel niet altijd in een lichtgevoeligere pixel. Hoe nieuwer de beeldsensor, hoe lichtgevoeliger de pixel is voor dezelfde pixelgrootte.
Monochrome/kleurencamera's
Monochrome camera's zijn tot drie keer lichtgevoeliger dan gekleurde camera's. Dit komt doordat gekleurde camera's een Bayer-filter gebruiken om een gekleurd beeld te genereren. De Bayer-filter blokkeert het grootste deel van het licht dat de sensorpixels bereikt. Hierdoor bereikt alleen het licht van de specifieke filterkleur de sensorpixel.
Bovendien genereren monochrome camera's ook een scherper beeld, omdat er geen beeldverwerking is zoals bij gekleurde camera's.
Bron: Bayer-patroon op sensorprofiel - Bayer-filter - Wikipedia
Het selecteren van de beste lens met een laag F-getal
Lenzen hebben verschillende F-waarden die bepalen hoeveel licht ze doorlaten. De meeste hebben een handmatige iris, waarmee u de F-waarde van de lens kunt wijzigen. Voor de maximale hoeveelheid licht die erdoorheen gaat, kiest u een lens met een lage F-waarde, zoals F1.4. Een F1.4-lens vangt twee keer zoveel licht op als F2.0, maar vermindert de scherptediepte.
Meer licht om een beter camerabeeld te krijgen
Als het beeld van uw camera nog steeds te donker is en verdere fijnafstelling van de bovenstaande instellingen niet mogelijk is, kan het toevoegen van extra licht de oplossing zijn.
Als u vragen heeft over belichting of hulp nodig heeft bij het kiezen van de juiste belichting, neem dan contact met ons op.
Wij vinden de optimale belichting voor uw geval.
