Что такое автоматический баланс белого?

Введение

Вы когда-нибудь фотографировали в помещении и замечали оранжевый оттенок? Или один снаружи с голубоватым оттенком? Различные источники света – теплые лампы накаливания, прохладный дневной свет, зеленые люминесцентные лампы – меняют цвет всего. Наши глаза автоматически компенсируют это, поэтому белый лист везде кажется белым. Однако камерам нужна помощь. Вот гдеавтоматический баланс белого (AWB)входит. Вмодуль камерыAWB анализирует сцену и настраивает цвета, чтобы они выглядели естественно. В этой статье объясняется, как работает AWB, почему это важно для разныхмодуль камерытипы и на что обращать внимание.

Что такое баланс белого?

Баланс белого удаляет цветовые оттенки, поэтому объекты, которые человеческому глазу кажутся белыми, также остаются белыми на изображении. Цвет света измеряется в Кельвинах (К): низкие значения — теплые (оранжевые), высокие — холодные (синие). Камера должна знать цветовую температуру света, чтобы точно воспроизводить цвета.

Автоматический баланс белогоавтоматически определяет источник света и применяет правильную коррекцию.

Как работает автоматический баланс белого
Типичный алгоритм AWB:

Обнаруживает источник света– путем усреднения цветов пикселей (предположение о «сером мире») или поиска ярких пикселей, которые должны быть белыми.

Применяет прибыль– регулирует интенсивность красного и синего каналов; зеленый канал обычно остается эталонным.

Точная настройка– использует справочную таблицу для смешанного освещения (например, флуоресцентный + оконный свет).

Вмодуль камеры cmosAWB обычно реализуется в процессоре сигналов изображения (ISP) либо аппаратно (на датчике), либо программно (на главном процессоре).

Почему AWB имеет значение
Без AWB,модуль HD-камерыбудет давать нереалистичные цвета: белая стена будет выглядеть розовой при флуоресцентном свете или желтой при лампе накаливания. AWB гарантирует:

Стабильные цвета при разном освещении.

Меньше ручной коррекции позже.

Надежное компьютерное зрение (обнаружение объектов предполагает нейтральные цвета).

AWB в различных типах модулей камеры

• Модуль HD-камеры– Типичныймодуль HD-камеры(1080p), используемый в веб-камерах или эндоскопах, имеет встроенную функцию AWB в своем интернет-провайдере. Он хорошо работает для большинства сцен в помещении и на открытом воздухе, но может давать сбои при ярком цветном освещении (например, красном свете в операционной).
• Модуль камеры CMOS- Большинствомодуль камеры cmosДатчики поставляются с интернет-провайдером, который включает AWB. Для пользовательских встроенных систем вы можете отключить аппаратный AWB и реализовать собственный программный алгоритм, если вам требуется особая обработка (например, медицинские изображения, где точность цветопередачи имеет решающее значение).
• Гибкий модуль камеры – A гибкий модуль камеры(например, для бороскопов или эндоскопов) часто работает в узких темных помещениях со встроенной светодиодной подсветкой. Светодиоды имеют фиксированную цветовую температуру (обычно дневной свет или холодный белый). В таких случаях фиксированный баланс белого (предварительно настроенный на цвет светодиода) может быть более надежным, чем AWB, поскольку камера видит объект только под одним источником света. Однако многие гибкие модули по-прежнему включают AWB для обеспечения универсальности.
• USB-модуль камеры – A USB-модуль камерыСледующий UVC (класс USB-видео) обычно предоставляет элементы управления AWB через операционную систему. Вы можете включить или отключить автоматический баланс белого в программном обеспечении. Эти модули популярны для приложений, работающих по принципу «подключи и работай».
• Модуль камеры Raspberry–малиновый модуль камеры(официальный модуль камеры Raspberry Pi) использует библиотеку libcamera. Он включает AWB по умолчанию, но вы также можете установить фиксированную цветовую температуру или отключить AWB для ручного управления, что полезно для астрофотографии или машинного зрения, где требуется согласованный цвет от кадра к кадру.

Ограничения AWB
Даже хороший AWB может выйти из строя:

• Сцены без нейтральных цветов– красный цветок, заполняющий весь кадр, может быть несбалансированным: алгоритм пытается сделать красный цвет «нейтральным», делая его серым.
• Смешанное освещение— дневной свет из окна плюс теплые комнатные светильники; камере приходится выбирать компромисс.
• Очень мрачные сцены– низкое соотношение сигнал/шум делает оценку цвета ненадежной.

Выбор модуля камеры с хорошим AWB

1. Ищите пользовательскую настройку– возможность заблокировать AWB или установить фиксированную цветовую температуру полезна при постоянном искусственном освещении.
2. Проверьте характеристики интернет-провайдера- высокое качествомодуль HD-камерыпродукты известных производителей (таких как «Sincere») используют усовершенствованные алгоритмы AWB со справочными таблицами цветовой температуры.
3. Тестируйте под своим освещением– сделайте образцы изображений в тех же условиях, в которых будет находиться ваша камера.

Модули камеры искренности
В искренних, мы проектируеммодуль камерыпродукты с надежным автоматическим балансом белого:

• Модуль камеры Cmos– Аппаратный AWB с возможностью тонкой настройки.
• Модуль HD-камеры– Модули 1080p и 4K со стабильной цветопередачей.
• Гибкий модуль камеры– Выберите фиксированный баланс белого или AWB.
• USB-модуль камеры– Совместимость с UVC, управление AWB через стандартные API.
• Модуль камеры Raspberry– MIPI-совместимые модули с libcamera AWB.

Краткое содержание

Автоматический баланс белогоявляется жизненно важной функцией для любогомодуль камерыэто работает при разном освещении. Он автоматически настраивает цвета, чтобы белый цвет выглядел белым, а сцены выглядели естественными. Покамодуль HD-камерыиUSB-модуль камерыустройства имеют хороший AWB по умолчанию, для специализированных задач может потребоваться ручное управление. Агибкий модуль камерысо встроенными светодиодами может работать лучше при фиксированном балансе белого. Для встроенных проектов, использующихмалиновый модуль камеры, libcamera предоставляет как автоматические, так и ручные варианты. Понимание AWB поможет вам сделать правильный выбор.модуль камеры cmosдля точного и стабильного цвета.

Свяжитесь с искренним, чтобы обсудить вашимодуль камерыиавтоматический баланс белоготребования.