مقدمة
هل سبق لك أن التقطت صورة في الداخل ولاحظت وجود لون برتقالي؟ أو واحد في الخارج بمظهر مزرق؟ مصادر الضوء المختلفة – المصابيح المتوهجة الدافئة، وضوء النهار البارد، وأنابيب الفلورسنت الخضراء – تغير لون كل شيء. تعوض أعيننا ذلك تلقائيًا، لذا تبدو الورقة البيضاء بيضاء في كل مكان. لكن الكاميرات تحتاج إلى المساعدة. هذا هو المكانتوازن اللون الأبيض التلقائي (AWB)يأتي. فيوحدة الكاميرايقوم AWB بتحليل المشهد وضبط الألوان لجعلها تبدو طبيعية. يشرح هذا المقال كيفية عمل AWB، وسبب أهميته بالنسبة لمختلف الأشخاصوحدة الكاميراأنواعها وما الذي تبحث عنه.
ما هو توازن اللون الأبيض؟
يعمل توازن اللون الأبيض على إزالة الألوان غير الحقيقية بحيث تكون الكائنات التي تظهر باللون الأبيض للعين البشرية بيضاء أيضًا في الصورة. يتم قياس اللون الفاتح بالكلفن (K) - الأرقام المنخفضة دافئة (برتقالية)، والأرقام العالية باردة (أزرق). يجب أن تعرف الكاميرا درجة حرارة اللون للضوء لإعادة إنتاج الألوان بدقة.
توازن اللون الأبيض التلقائييكتشف مصدر الضوء تلقائيًا ويطبق التصحيح الصحيح.
كيف يعمل توازن اللون الأبيض التلقائي
خوارزمية AWB نموذجية:
يكتشف مصدر الضوء– عن طريق حساب متوسط ألوان البكسل (افتراض العالم الرمادي) أو العثور على وحدات بكسل ساطعة ينبغي أن تكون بيضاء.
ينطبق المكاسب- يضبط شدة القناة الحمراء والزرقاء؛ عادة ما يتم ترك القناة الخضراء كمرجع.
الإيقاعات الدقيقة- يستخدم طاولة بحث للإضاءة المختلطة (على سبيل المثال، الفلورسنت + ضوء النافذة).
في أوحدة الكاميرا cmos، يتم تطبيق AWB عادةً في معالج إشارة الصورة (ISP)، إما في الأجهزة (المستشعر) أو البرامج (الموجودة على وحدة المعالجة المركزية المضيفة).
لماذا يهم AWB
بدون AWB، أوحدة الكاميرا عالية الدقةقد ينتج ألوانًا غير واقعية - سيبدو الجدار الأبيض ورديًا تحت ضوء الفلورسنت أو أصفر تحت الضوء المتوهج. يضمن AWB:
ألوان متناسقة عبر الإضاءة المختلفة.
تصحيح يدوي أقل في وقت لاحق.
رؤية كمبيوتر موثوقة (يتوقع اكتشاف الكائنات ألوانًا محايدة).
AWB في أنواع وحدات الكاميرا المختلفة
- وحدة الكاميرا عالية الدقة- نموذجيوحدة الكاميرا عالية الدقة(1080 بكسل) المستخدمة في كاميرات الويب أو المناظير الداخلية تحتوي على AWB مدمج في مزود خدمة الإنترنت الخاص بها. إنه يعمل بشكل جيد مع معظم المشاهد الداخلية والخارجية، ولكنه قد يواجه صعوبات في ظل الضوء الملون القوي (على سبيل المثال، الضوء الأحمر لغرفة العمليات).
- وحدة الكاميرا CMOS- معظموحدة الكاميرا cmosتأتي أجهزة الاستشعار مع مزود خدمة الإنترنت الذي يتضمن AWB. بالنسبة للأنظمة المدمجة المخصصة، يمكنك إيقاف تشغيل AWB للأجهزة وتنفيذ خوارزمية البرنامج الخاصة بك إذا كنت بحاجة إلى معالجة خاصة (على سبيل المثال، التصوير الطبي حيث تكون دقة الألوان أمرًا بالغ الأهمية).
- وحدة الكاميرا المرنة – A وحدة الكاميرا المرنة(على سبيل المثال، بالنسبة للمناظير أو المناظير الداخلية) غالبًا ما تعمل في مساحات ضيقة ومظلمة مع إضاءة LED مدمجة. تتميز مصابيح LED بدرجة حرارة لون ثابتة (عادةً ضوء النهار أو اللون الأبيض البارد). في مثل هذه الحالات، قد يكون توازن اللون الأبيض الثابت (المضبوط مسبقًا على لون LED) أكثر موثوقية من توازن اللون الأبيض التلقائي، لأن الكاميرا ترى الكائن تحت مصدر ضوء واحد فقط. ومع ذلك، لا تزال العديد من الوحدات المرنة تتضمن AWB لتعدد الاستخدامات.
- وحدة كاميرا USB – A وحدة كاميرا USBعادةً ما يكشف اتباع UVC (فئة فيديو USB) عن عناصر تحكم AWB من خلال نظام التشغيل. يمكنك تمكين أو تعطيل توازن اللون الأبيض التلقائي في البرنامج. تحظى هذه الوحدات بشعبية كبيرة في تطبيقات التوصيل والتشغيل.
- كاميرا وحدة التوت- الكاميرا وحدة التوت(وحدة كاميرا Raspberry Pi الرسمية) تستخدم مكتبة libcamera. فهو يقوم بتمكين AWB افتراضيًا، ولكن يمكنك أيضًا ضبط درجة حرارة لون ثابتة أو تعطيل AWB للتحكم اليدوي - وهو مفيد للتصوير الفلكي أو الرؤية الآلية حيث تكون هناك حاجة إلى لون متناسق من إطار إلى إطار.
حدود AWB
حتى AWB الجيد يمكن أن يفشل:
- مشاهد بدون ألوان محايدة- قد تكون الزهرة الحمراء التي تملأ الإطار بأكمله غير متوازنة: تحاول الخوارزمية جعل اللون الأحمر "محايدًا"، وتحويله إلى اللون الرمادي.
- إضاءة مختلطة- ضوء النهار من النافذة بالإضافة إلى مصابيح داخلية دافئة؛ يجب على الكاميرا اختيار حل وسط.
- مشاهد قاتمة جدا- انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء مما يجعل تقدير الألوان غير موثوق به.
اختيار وحدة كاميرا ذات لون AWB جيد
- ابحث عن تعديل المستخدم- القدرة على قفل AWB أو ضبط درجة حرارة لون ثابتة مفيدة تحت ضوء صناعي ثابت.
- تحقق من مواصفات مزود خدمة الإنترنت– جودة عاليةوحدة الكاميرا عالية الدقةتستخدم المنتجات من الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة (مثل سينسير) خوارزميات AWB المتقدمة مع جداول البحث عن درجة حرارة اللون.
- اختبار تحت الإضاءة الخاصة بك- التقط صورًا نموذجية في نفس الظروف التي ستواجهها الكاميرا.
وحدات الكاميرا الصادقة
في سينسيري، نقوم بالتصميموحدة الكاميراالمنتجات ذات توازن اللون الأبيض التلقائي الموثوق به:
- وحدة الكاميرا Cmos- توازن اللون الأبيض للأجهزة مع خيارات الضبط الدقيق.
- وحدة الكاميرا عالية الدقة- وحدات 1080p و4K مع أداء ألوان ثابت.
- وحدة الكاميرا المرنة- اختر توازن اللون الأبيض الثابت أو AWB.
- وحدة كاميرا USB- متوافق مع UVC، ويتحكم في AWB عبر واجهات برمجة التطبيقات القياسية.
- كاميرا وحدة التوت- وحدات متوافقة مع MIPI مع libcamera AWB.
ملخص
توازن اللون الأبيض التلقائيهي ميزة حيوية لأيوحدة الكاميراالذي يعمل تحت ضوء متفاوت. يقوم تلقائيًا بضبط الألوان لجعل اللون الأبيض يبدو أبيضًا وتظهر المشاهد طبيعية. بينماوحدة الكاميرا عالية الدقةووحدة كاميرا USBتتمتع الأجهزة بتوازن توازن اللون الأبيض الافتراضي (AWB) جيد، وقد تحتاج إلى تحكم يدوي للقيام بمهام متخصصة. أوحدة الكاميرا المرنةمع مصابيح LED المدمجة قد تعمل بشكل أفضل مع توازن اللون الأبيض الثابت. بالنسبة للمشاريع المضمنة باستخدام ملفكاميرا وحدة التوت، تمنحك libcamera خيارات تلقائية ويدوية. يساعدك فهم AWB على تحديد الخيار الصحيحوحدة الكاميرا cmosللحصول على لون دقيق ومتناسق.
الاتصال الصادق لمناقشة الخاص بكوحدة الكاميراوتوازن اللون الأبيض التلقائيمتطلبات.
