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[评测] 大恒工业相机像素组合抽样饱和度等新功能测试

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    [LV.Master]2000FPS

     楼主| 发表于 2024-5-12 11:58:50 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自:广东省东莞市 电信

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    大恒工业相机像素组合抽样饱和度等新功能测试
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    大恒工业相机像素组合抽样饱和度等新功能测试视频号
    大恒工业相机像素组合抽样饱和度等新功能测试B
    大恒图像深耕工业相机数年,出过一些优质的相机系列,例如现在主流的水星系列,高端的火星系列。同时ISP算法也与时俱进的进行升级。现在的主流的MER2代的工业相机,有一些比较实用的算法得到了改进:
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    ISP算法升级
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    产品特点1
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    产品特点2
    有更新的算法包含了降噪、饱和度调节、锐化、镜像翻转等功能。下面我们来看一下这些升级后的相机功能在NI环境中是否支持,如果支持如果启用相关的功能后,对图像采集、图像质量的影响又有多少。这里我们直接使用NI MAX进行测试,测试的相机是MER2-160-75GC160万像素,最大帧率75FPS
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    未开启Binning像素组合
    未开启像素组合时,输出的分辨率是1440*1080,速度是75FPS
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    水平方向开启Binning像素组合
    水平方向使用2像素合并,合并后的像素值使用平均值,分辨率变成720*1080,帧率变成107FPS。图像亮度没有明显变化。
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    垂直方向开启像素合并
    垂直方向使用2像素合并,合并后的像素值使用求和值,分辨率变成1440*540,帧率变成107FPS。图像亮度有明显变化。
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    水平垂直同时像素合并平均值模式
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    水平垂直同时像素合并求和模式
    从上面的测试看到,使用像素合并技术,速度上有所提升,从75FPS提升到了107FPS,但是上限也只有107FPS,并没有直接翻倍或翻4倍。按照大恒的另外一款40万像素级别千兆网相机的帧率,是可以到300FPS左右的,这里应该是芯片性能决定的,最多也就只能到107FPS。这个问题在使用芯片的AOI功能时,也会有这种情况,即使将分辨率设置的比较小,速度也不一定会翻倍,还是要看芯片本身的性能。
    像素合并后,新的像素点的值,大恒使用了两种方法可供选择,一种是求2个像素(水平或垂直单方向)的平均值,这种方法可以得到更均匀的图像;另一种是求2个像素的和,可以得到更亮的图像。
    然后这里的像素合并技术,只能使用2像素合并,没有其他的像素合并可供选择,不知道分辨率更高的相机,是不是支持其他3*34*4之类的像素合并技术。像素合并技术并不是什么新技术,在很早以前的AVT相机就支持视频模式,就是使用的像素合并技术。
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    像素抽样
    像素抽样则类似于软件中的重采样,这里是物理上的,也只能选择12值,1值就是每个像素都输出,2值时则隔一个像素输出一个。其实和像素合并有点类似,所以这里的像素抽样和像素合并功能不能同时使用。像素抽样时,因为只抽取部分像素输出,所以不会再使用平均值、求和之类的算法来计算新像素。
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    水平镜像
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    垂直镜像
    新的ISP算法中,增加了镜像功能,这样可以直接通过相机输出镜像后的图像。这在一些比较特殊的场合上,可以增加图像处理软件的处理速度。因为要使用软件中的镜像功能,也是比较耗时的,相当于利用了相机自身的一些算力来提供系统的整体运行速度。
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    标准曝光模式的最小曝光时间是20微秒,最大是1
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    超短曝光模式最小曝光时间是1微秒最大曝光时100us
    新的ISP算法中,增加了超短曝光模式。以前的标准曝光模式时,一般都是几十微秒到1秒之间的曝光时间,而超短曝光模式时,则曝光时间范围变成1us~100us。这对于一些运动速度非常快的项目,是非常有帮助的。当然,1us也是当前主流电子产品的最短时间。查询相关的资料,Windows系统最短时间戳只能精确到100ns,而像我们使用的LabVIEW编程语言,时间戳也只能精确到us级别,并不能再往下精确到ns级别。
    image15.png
    开启Gamma
    增加了Gamma增亮属性,增加亮度后,可直接降低增益,从而提高图像的信噪比,降低噪声的影响。也可以降低快门速度,适用于飞拍项目中。Gamma模式匹配可以使用sRGB模式,也可以使用用户定义模式:
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    降低Gamma
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    增加Gamma
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    调整黑电平水平
    增加了调节黑电平水平的功能,值越大,则图像越亮,适合短曝光时间的项目。
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    增加了数字移位功能
    增加了数字移位功能,数字移位值越大图像越亮,适合短曝光时间的项目。
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    新增了颜色变换和环境光预设和饱和度
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    启用颜色变换
    启用颜色变换后,图像更鲜艳。但是这里的颜色变换模式只有RGBtoRGB。难道还可以RGBtoHSL
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    环境光预设关闭
    环境光预设关闭时颜色变换不可用。所以,这里是先设置环境光预设,再决定是否启用颜色变换。
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    环境光预设为Custom
    当环境光预设选择Custom时,则可以用户自定义,上面的颜色变换值选择和颜色变换值可用,可以改变颜色变换值得到不同的效果。
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    环境光预设选择Daylight6500K
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    环境光预设选择Daylight5000K
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    环境光预设选择CoolWhiteFluorescence
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    环境光预设选择INCA
    而环境光预设选择日光灯6500、日光灯5000K、冷白光荧光或ICNA时,则图像的成像效果明显不同。其实这里调整的都是RGB三个通道的白平衡比率。不同的效果,RGB的白平衡比率值不同。总的来说,红色分量比率大时,图像偏暖,蓝色分量比较大时图像偏冷。白平衡在之前的相机中也有,但是没有预置参数,需要自己做白平衡或手动调整。
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    增加了饱和度开启和调整功能,饱和度=10
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    增加了饱和度开启和调整功能,饱和度=100
    新的ISP算法中,增加了饱和度的开启和调整算法。可以调整图像的饱和度,使彩色图像变得更鲜艳。
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    旧款的水星系列相机中无饱和度调整图像看起来不是很鲜艳
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    增加了删除参数限制参数
    当开启删除参数限制时,则像曝光、增益等很多参数的限制值将被忽略掉。如增益可以从原来的0~24,变得更大,从而得到更亮的图像。
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    增加了开启锐化模式,锐化=0
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    增加了开启锐化模式,锐化=3
    开启锐化将锐化调大,可以看到图像明显变得清晰。类似于图像处理中的BCG增强图像的对比度,可有效提高图像处理速度。
    以上就是我们验证的大恒图像一些新的ISP算法对图像质量的影响,整体来说算法的改进都是积极有益的。怎么样?有需要吗?记得联系作者,价格实惠。
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