CMOS傳感器+高級色彩算法，快準(zhǔn)穩(wěn)捕獲一致色彩

作者：凌云光視時間：2024-02-22 來源：Teledyne Imaging

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用機(jī)器視覺代替人眼來判別顏色之間的差異，實現(xiàn)在線檢測，大大提高了檢測效率，同時對產(chǎn)品進(jìn)行全檢，檢測結(jié)果更為客觀、更準(zhǔn)確。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202402/455633.htm

問：無論是分撿水果和蔬菜還是檢查運動鞋，在保證可靠性的前提下高速捕獲準(zhǔn)確的色彩和豐富的細(xì)節(jié)都要求相機(jī)具備某些特征。那么，相機(jī)廠商該如何應(yīng)對這些需求提出的挑戰(zhàn)呢？

答：Blackfly S和Oryx將新的CMOS傳感器及高級色彩算法完美結(jié)合，并具備：

? 色彩校正矩陣，用于實現(xiàn)在任一照明條件下的精確色彩再現(xiàn)

? 高質(zhì)量圖像，卓越的靈敏度和動態(tài)范圍，能夠較大限度提升圖像對比度

? 靈活多變的自定義觸發(fā)設(shè)置，準(zhǔn)確觸發(fā)保證高速圖像采集

01 準(zhǔn)確的色彩分辨率

通過矯正傳感器響應(yīng)和光源取得逼真色彩。Blackfly S和Oryx幫助用戶盡可能精確地采集色彩。為了采集精確的色彩，每一個Blackfly S 和 Oryx型號均采用內(nèi)部色彩校正矩陣(CCM)，能夠調(diào)整色彩傳感器的獨特光譜響應(yīng)，以便更加匹配 sRGB色彩配置標(biāo)準(zhǔn)中的色彩空間。根據(jù)應(yīng)用需求，相機(jī)的CCM可以通過色彩轉(zhuǎn)換設(shè)置啟用。當(dāng)啟用時，色彩能夠更準(zhǔn)確、更一致地匹配其在真實世界中的呈現(xiàn)。

CCM有助于創(chuàng)建更逼真的色彩，而白平衡能夠校正不同光源發(fā)出的色彩，也就是光的色溫，其單位為開氏度(K)。例如，白熾光有許多紅色波長，導(dǎo)致相機(jī)的白平衡需要放大藍(lán)色和綠色來平衡圖像以實現(xiàn)中性色調(diào)。Spinnaker SDK的白平衡值預(yù)設(shè)包括鎢絲燈(2800 K)、暖色熒光燈(3000 K)、冷色熒光燈(4000 K)、日光(5000 K)、多云(6500 K)及陰天(8000 K)。您也可以自定義值，使其與光源完全匹配。

如需了解更多技術(shù)信息，請訪問 Blackfly S 和 Oryx 色彩轉(zhuǎn)換/白平衡頁面。

合適的色彩校正需要考慮傳感器對紅色、綠色和藍(lán)色波長（左）的靈敏度以及不同光源的特定色溫（右）。

上述圖像在鎢絲（白熾）燈下拍攝

02 高性能相機(jī)圖像質(zhì)量

卓越的量子效率，改善弱光性能

如上所述，傳感器光譜響應(yīng)或量子效率(QE)可用于衡量傳感器將光線轉(zhuǎn)化為電信號的能力。在顏色方面，將測量紅色、綠色和藍(lán)色渠道的個別量子效率。QE越高意味著探測光線的靈敏度越高，這對于大多數(shù)應(yīng)用環(huán)境而言都特別有用，對于弱光應(yīng)用環(huán)境更是如此。

此外，某些傳感器可能還經(jīng)過特別調(diào)整，以便在不同的波長范圍內(nèi)實現(xiàn)更佳的靈敏度。雖然沒有任何傳感器的QE能夠達(dá)到100%，但是FLIR出售的單色傳感器的峰值QE可高達(dá)70%-80%。彩色傳感器的QE往往低于單色傳感器，因為其光電二極管上的濾色鏡會吸收來自入射光的部分顏色。下圖為BFS-U3-13Y3C和BFS-U3-51S5C的EMVA 1288 QE曲線圖。

03 高動態(tài)范圍以最大限度提升圖像對比度

動態(tài)范圍描述的是相機(jī)探測最大和最小光強(qiáng)度的能力（陰影和高光）。高動態(tài)范圍有助于相機(jī)采集層次更豐富的圖像灰度細(xì)節(jié)。例如，在食物分揀應(yīng)用中，由于圓形和圓柱形果蔬比平面物體會產(chǎn)生更多陰影和高光，因此選擇高動態(tài)范圍的彩色相機(jī)型號能讓視覺系統(tǒng)看到更多細(xì)節(jié)。

■ BFS-U3-32S4C-C 動態(tài)范圍是 70.02dB

■ BFS-U3-51S5C-C 動態(tài)范圍是 70.74dB