Otimize os parâmetros da câmera para deteção de objetos em movimento
Gaspar van Elmbt
Aplicações com objetos em movimento rápido necessitam frequentemente de uma elevada taxa de frames e de um tempo de exposição curto. Um tempo de exposição curto implica menos luz, o que significa que é necessária uma lente e um sensor de imagem sensíveis à luz.
Aqui encontra uma visão geral das definições que o ajudarão a encontrar as definições ideais na sua aplicação de alta velocidade. Pode utilizar isto como orientação.
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Defina o Tempo de Exposição correto
A primeira definição a otimizar é o tempo de exposição. O tempo máximo de exposição é 1/taxa de frames. Se pretender atingir 200 fps, o tempo máximo de exposição é 1/200 = 5 ms.
Quanto menor o tempo de exposição, mais escura será a imagem; por isso, pretende-se que o tempo de exposição seja o mais longo possível para aumentar o brilho. No entanto, este é limitado pela exposição máxima calculada, conforme mostrado acima. Outra limitação importante a ter em conta é o tempo máximo de exposição para evitar o desfoque de movimento. Esta questão é explicada mais detalhadamente neste artigo. Em algumas aplicações, o desfoque de movimento é aceitável; nestes casos, é possível um tempo de exposição superior ao valor calculado.
Utilize o Ganho para melhorar o brilho da imagem
O aumento da definição do ganho analógico também irá aumentar o brilho da imagem. Quando a amplitude do sinal de saída do sensor se mantém constante, o aumento do ganho torna a curva de resposta mais inclinada, o que torna a imagem mais brilhante. Para cada aumento de 6dB na definição do ganho, o valor de cinzento da imagem duplica. Por exemplo, quando a câmera tem um ganho de 0dB, o valor de cinzento da imagem é 126, e se o ganho for aumentado para 6dB, o valor de cinzento da imagem aumentará para 252.
Assim, o aumento do ganho pode ser utilizado para aumentar o brilho da imagem.
Note que o aumento do ganho analógico irá amplificar o ruído da imagem.
Utilize o Digital Shift para aumentar ainda mais o brilho
Algumas das nossas câmaras oferecem suporte à funcionalidade de deslocamento digital. É frequentemente utilizada para aumentar o brilho das imagens. O aumento ocorre como resultado do incremento do brilho de cada pixel individualmente, ‘deslocando’ os valores binários para a esquerda. Definir o valor de deslocamento digital para n resulta num deslocamento lógico à esquerda por n em todos os valores de pixel.
No final, este procedimento multiplica cada valor de pixel por 2^n. Isto resultará numa imagem mais brilhante, mas também aumentará o ruído. Se o valor de pixel resultante for superior ao valor máximo possível para o formato de pixel atual, será definido para o valor máximo.
Para configurar o fator de deslocamento digital, altere o valor do parâmetro “DigitalShift”.
No entanto, nem todos os modelos oferecem suporte a esta funcionalidade. Se o seu modelo não oferecer suporte, pode alterar o valor do ganho para obter um efeito semelhante. Por favor, note que o deslocamento digital também irá aumentar os níveis de ruído.
Binning para aumentar a sensibilidade do sensor de imagem
Algumas câmeras têm a opção de utilizar binning. Com o binning, combina-se o valor de 4 píxeis, tornando a câmera 4 vezes mais sensível à luz. No entanto, a resolução da câmera é também dividida por 4.
Pode encontrar mais informações neste artigo sobre binning de câmera.
Utilize um sensor de imagem com um tamanho de pixel maior
O tamanho do pixel tem uma grande influência na sensibilidade à luz da câmera. Pixels maiores captam mais luz do que pixels menores. Utilizar um sensor de imagem com um pixel de 6,9µ em vez de um pixel de 3,45µ resultará em quatro vezes mais luz (3,45*3,45=11,90µm², 6,9*6,9=47,61µm²). Ao comparar sensores de diferentes fabricantes ou até do mesmo fabricante, mas de diferentes gerações de sensores de imagem, um pixel maior nem sempre resulta num pixel mais sensível à luz. Quanto mais recente for o sensor de imagem, mais sensível à luz será o pixel para o mesmo tamanho de pixel.
Câmaras monocromáticas/a cores
Câmaras monocromáticas são até três vezes mais sensíveis à luz do que câmaras a cores. Isto deve-se ao facto de as câmaras a cores utilizarem um filtro Bayer para gerar uma imagem a cores. Este filtro Bayer bloqueia a maior parte da luz de chegar aos píxeis do sensor. Como resultado, apenas a luz da cor específica do filtro atinge o píxel do sensor.
Além disso, as câmaras monocromáticas também geram uma imagem mais nítida, uma vez que não existe processamento de imagem como acontece nas câmaras a cores.
Fonte: Padrão Bayer no perfil do sensor - Filtro Bayer - Wikipedia
Selecionar a melhor lente com um número F baixo
As Lentes têm diferentes valores F, que determinam a quantidade de luz que deixam passar. A maioria possui um íris manual, onde pode alterar o valor F da lente. Para obter a máxima quantidade de luz a passar, deve escolher uma Lente com um valor F baixo, como F1.4. Uma lente F1.4 irá
captar o dobro da luz de uma F2.0, mas irá diminuir a profundidade de campo.
Mais luz para obter uma melhor imagem de câmera
Se a imagem da sua câmera ainda estiver demasiado escura e não for possível um ajuste mais fino das definições acima, adicionar luz extra pode ser a solução.
Se tiver dúvidas sobre iluminação ou precisar de ajuda
na escolha da luz adequada, por favor contacte-nos.
Iremos encontrar a iluminação ideal para o seu caso.
