CMOS传感器+高级色彩算法，快准稳捕获一致色彩

发布日期：2022年06月14日 11:16:02

用机器视觉代替人眼来判别颜色之间的差异，实现在线检测，大大提高了检测效率，同时对产品进行全检，检测结果更为客观、更准确。

　　问：无论是分捡水果和蔬菜还是检查运动鞋，在保证可靠性的前提下高速捕获准确的色彩和丰富的细节都要求相机具备某些特征。那么，相机厂商该如何应对这些需求提出的挑战呢?

　　答：Blackfly S和Oryx将最新的CMOS传感器及高级色彩算法完美结合，并具备：

　　• 色彩校正矩阵，用于实现在任一照明条件下的精确色彩再现

　　• 卓越的灵敏度和动态范围，能够最大限度提升图像对比度

　　• 准确触发保证高速图像采集

　　01、准确的色彩分辨率

　　通过矫正传感器响应和光源取得逼真色彩。Blackfly S和Oryx帮助用户尽可能精确地采集色彩。为了采集最精确的色彩，每一个Blackfly S 和 Oryx型号均采用内部色彩校正矩阵(CCM)，能够调整色彩传感器的独特光谱响应，以便更加匹配 sRGB色彩配置标准中的色彩空间。根据应用需求，相机的CCM可以通过色彩转换设置启用。当启用时，色彩能够更准确、更一致地匹配其在真实世界中的呈现。

　　CCM有助于创建更逼真的色彩，而白平衡能够校正不同光源发出的色彩，也就是光的色温，其单位为开氏度(K)。例如，白炽光有许多红色波长，导致相机的白平衡需要放大蓝色和绿色来平衡图像以实现中性色调。Spinnaker SDK的白平衡值预设包括钨丝灯(2800 K)、暖色荧光灯(3000 K)、冷色荧光灯(4000 K)、日光(5000 K)、多云(6500 K)及阴天(8000 K)。您也可以自定义值，使其与光源完全匹配。

　　如需了解更多技术信息，请访问 Blackfly S 和 Oryx 色彩转换/白平衡页面。

　　合适的色彩校正需要考虑传感器对红色、绿色和蓝色波长(左)的灵敏度以及不同光源的特定色温(右)。

　　上述图像在钨丝(白炽)灯下拍摄

　　02、高性能相机图像质量

　　卓越的量子效率，改善弱光性能

　　如上所述，传感器光谱响应或量子效率(QE)可用于衡量传感器将光线转化为电信号的能力。在颜色方面，将测量红色、绿色和蓝色渠道的个别量子效率。QE越高意味着探测光线的灵敏度越高，这对于大多数应用环境而言都特别有用，对于弱光应用环境更是如此。

　　此外，某些传感器可能还经过特别调整，以便在不同的波长范围内实现更佳的灵敏度。虽然没有任何传感器的QE能够达到100%，但是FLIR出售的单色传感器的峰值QE可高达70%-80%，领先于同类产品。彩色传感器的QE往往低于单色传感器，因为其光电二极管上的滤色镜会吸收来自入射光的部分颜色。下图为BFS-U3-13Y3C和BFS-U3-51S5C的EMVA 1288 QE曲线图。

　　03、高动态范围以最大限度提升图像对比度

　　动态范围描述的是相机探测最大和最小光强度的能力(阴影和高光)。高动态范围有助于相机采集层次更丰富的图像灰度细节。例如，在食物分拣应用中，由于圆形和圆柱形果蔬比平面物体会产生更多阴影和高光，因此选择高动态范围的彩色相机型号能让视觉系统看到更多细节。

　　■ BFS-U3-32S4C-C 动态范围是 70.02dB

　　■ BFS-U3-51S5C-C 动态范围是 70.74dB

　　04、高速精确触发

　　我们希望所有的机器视觉相机都能实现精准触发。但是，随着应用环境日益复杂，触发要求和模式也变得越来越复杂。FLIR相机的独特之处在于用户可以灵活地设置触发类型。

　　Blackfly S和Oryx提供了逻辑块这一独特功能，方便用户自定义触发配置、检测失联的触发器并重新触发，从而确保采集到每张图像。

　　以下是一些自定义触发配置示例：

　　● 接收到外部触发脉冲以及用户定义的其他某些条件(如，时间量)时，触发相机。

　　● 在相机准备就绪、接收到触发脉冲及尚未开始曝光时触发。当相机可以在未准备好触发(如已经曝光)时，此配置可缓存触发脉冲。

　　● 查看应用说明，了解逻辑块的更多信息。

　　每个 Blackfly S 和 Oryx 相机包含两个逻辑块。每个逻辑块包含两个带可配置输入的查找表 (LUT)、两个真值表及一个触发器输出。