Giới thiệu
Bạn đã bao giờ chụp một bức ảnh trong nhà và nhận thấy tông màu cam chưa? Hoặc một cái bên ngoài có màu xanh lam? Các nguồn ánh sáng khác nhau – bóng đèn sợi đốt ấm áp, ánh sáng ban ngày mát mẻ, đèn huỳnh quang màu xanh lá cây – thay đổi màu sắc của mọi thứ. Mắt chúng ta tự động bù trừ nên tờ giấy trắng trông có vẻ trắng ở mọi nơi. Tuy nhiên, máy ảnh cần được giúp đỡ. Đó là nơicân bằng trắng tự động (AWB)đi vào. Trong mộtmô-đun máy ảnh, AWB phân tích cảnh và điều chỉnh màu sắc để chúng trông tự nhiên. Bài viết này giải thích cách AWB hoạt động, tại sao nó lại quan trọng đối với các nền tảng khác nhau.mô-đun máy ảnhloại và những gì cần tìm.
Cân bằng trắng là gì?
Cân bằng trắng loại bỏ các mảng màu sao cho các vật thể có vẻ trắng đối với mắt người cũng có màu trắng trong ảnh. Màu sáng được đo bằng Kelvin (K) – số thấp là ấm (màu cam), số cao là mát (xanh lam). Máy ảnh phải biết nhiệt độ màu của ánh sáng để tái tạo màu sắc chính xác.
Cân bằng trắng tự độngtự động phát hiện nguồn sáng và áp dụng hiệu chỉnh phù hợp.
Cân bằng trắng tự động hoạt động như thế nào
Một thuật toán AWB điển hình:
Phát hiện nguồn sáng– bằng cách lấy trung bình các màu pixel (giả định thế giới màu xám) hoặc tìm các pixel sáng phải có màu trắng.
Áp dụng lợi nhuận– điều chỉnh cường độ kênh màu đỏ và màu xanh; kênh màu xanh lá cây thường được để lại làm tham chiếu.
Tinh chỉnh– sử dụng bảng tra cứu về ánh sáng hỗn hợp (ví dụ: đèn huỳnh quang + đèn cửa sổ).
trong mộtmô-đun máy ảnh cmos, AWB thường được triển khai trong bộ xử lý tín hiệu hình ảnh (ISP), trong phần cứng (trên cảm biến) hoặc phần mềm (trên CPU chủ).
Tại sao AWB lại quan trọng
Nếu không có AWB,mô-đun máy ảnh hdsẽ tạo ra màu sắc không thực tế – một bức tường trắng sẽ có màu hồng dưới ánh sáng huỳnh quang hoặc màu vàng dưới ánh sáng đèn sợi đốt. AWB đảm bảo:
Màu sắc nhất quán trên các ánh sáng khác nhau.
Ít chỉnh sửa thủ công hơn sau này.
Thị giác máy tính đáng tin cậy (phát hiện đối tượng yêu cầu màu sắc trung tính).
AWB trong các loại mô-đun máy ảnh khác nhau
- Mô-đun máy ảnh HD- Khác biệtmô-đun máy ảnh hd(1080p) được sử dụng trong webcam hoặc máy nội soi có AWB tích hợp trong ISP của nó. Nó hoạt động tốt với hầu hết các cảnh trong nhà và ngoài trời, nhưng có thể gặp khó khăn dưới ánh sáng có màu sắc mạnh (ví dụ: đèn phòng mổ màu đỏ).
- Mô-đun máy ảnh CMOS- Hầu hếtmô-đun máy ảnh cmoscảm biến đi kèm với ISP bao gồm AWB. Đối với các hệ thống nhúng tùy chỉnh, bạn có thể tắt AWB phần cứng và triển khai thuật toán phần mềm của riêng mình nếu bạn cần xử lý đặc biệt (ví dụ: hình ảnh y tế trong đó độ chính xác của màu là rất quan trọng).
- Mô-đun máy ảnh linh hoạt – A mô-đun máy ảnh linh hoạt(ví dụ: đối với ống nội soi hoặc ống nội soi) thường hoạt động trong không gian hẹp, tối có đèn LED chiếu sáng tích hợp. Đèn LED có nhiệt độ màu cố định (thường là ánh sáng ban ngày hoặc màu trắng mát). Trong những trường hợp như vậy, cân bằng trắng cố định (đặt trước cho màu LED) có thể đáng tin cậy hơn AWB vì máy ảnh chỉ nhìn thấy vật thể dưới một nguồn sáng. Tuy nhiên, nhiều mô-đun linh hoạt vẫn bao gồm AWB để tăng tính linh hoạt.
- Mô-đun máy ảnh USB – A Mô-đun máy ảnh USBUVC (Lớp video USB) sau đây thường hiển thị các điều khiển AWB thông qua hệ điều hành. Bạn có thể bật hoặc tắt cân bằng trắng tự động trong phần mềm. Các mô-đun này phổ biến cho các ứng dụng cắm và chạy.
- Máy ảnh mô-đun mâm xôi– Cáimáy ảnh mô-đun quả mâm xôi(Mô-đun máy ảnh Raspberry Pi chính thức) sử dụng thư viện libCamera. Tính năng này bật AWB theo mặc định nhưng bạn cũng có thể đặt nhiệt độ màu cố định hoặc tắt AWB để điều khiển thủ công – hữu ích cho chụp ảnh thiên văn hoặc thị giác máy khi cần khung màu nhất quán giữa các khung hình.
Hạn chế của AWB
Ngay cả AWB tốt cũng có thể thất bại:
- Cảnh không có màu trung tính– một bông hoa màu đỏ lấp đầy toàn bộ khung hình có thể bị cân bằng sai: thuật toán cố gắng làm cho màu đỏ trở nên "trung tính", chuyển nó thành màu xám.
- Ánh sáng hỗn hợp– ánh sáng ban ngày từ cửa sổ cộng với đèn trong nhà ấm áp; máy ảnh phải chọn một sự thỏa hiệp.
- Những cảnh rất tối– tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu thấp khiến cho việc ước tính màu sắc không đáng tin cậy.
Chọn mô-đun máy ảnh có AWB tốt
- Tìm kiếm sự điều chỉnh của người dùng– khả năng khóa AWB hoặc đặt nhiệt độ màu cố định rất hữu ích trong điều kiện ánh sáng nhân tạo liên tục.
- Kiểm tra thông số kỹ thuật của ISP– chất lượng caomô-đun máy ảnh hdsản phẩm từ các nhà sản xuất uy tín (như Chân thành) sử dụng thuật toán AWB tiên tiến với bảng tra cứu nhiệt độ màu.
- Kiểm tra dưới ánh sáng của bạn– chụp ảnh mẫu trong cùng điều kiện mà máy ảnh của bạn sẽ gặp phải.
Mô-đun máy ảnh của Chân thành
Tại Chân thành, chúng tôi thiết kếmô-đun máy ảnhsản phẩm có cân bằng trắng tự động đáng tin cậy:
- Mô-đun máy ảnh Cmos– AWB phần cứng với các tùy chọn tinh chỉnh.
- Mô-đun máy ảnh HD– Mô-đun 1080p và 4K với hiệu suất màu ổn định.
- Mô-đun máy ảnh linh hoạt– Chọn cân bằng trắng cố định hoặc AWB.
- Mô-đun máy ảnh USB– Tuân thủ UVC, điều khiển AWB thông qua API tiêu chuẩn.
- Máy ảnh mô-đun quả mâm xôi– Các mô-đun tương thích MIPI với libCamera AWB.
Bản tóm tắt
Cân bằng trắng tự độnglà một tính năng quan trọng đối với bất kỳmô-đun máy ảnhhoạt động dưới ánh sáng khác nhau. Nó tự động điều chỉnh màu sắc để làm cho màu trắng trông trắng hơn và cảnh vật trông tự nhiên hơn. Trong khimô-đun máy ảnh hdVàMô-đun máy ảnh USBthiết bị có AWB mặc định tốt, bạn có thể cần điều khiển thủ công cho các tác vụ chuyên biệt. MỘTmô-đun máy ảnh linh hoạtvới đèn LED tích hợp có thể hoạt động tốt hơn với cân bằng trắng cố định. Đối với các dự án nhúng sử dụngmáy ảnh mô-đun quả mâm xôi, libCamera cung cấp cho bạn cả tùy chọn tự động và thủ công. Hiểu AWB giúp bạn chọn đúngmô-đun máy ảnh cmoscho màu sắc chính xác, nhất quán.
Liên hệ Chân thành để thảo luận vềmô-đun máy ảnhVàcân bằng trắng tự độngyêu cầu.
