Mit jelent a dinamikatartomány egy endoszkóp kamerában

Bevezetés
Használt valaha olyan endoszkópot, ahol a világos területek teljesen fehérré váltak, a sötét területek pedig koromsötétek lettek? Ez dinamikus tartomány probléma. A dinamikatartomány a fényképezőgép azon képessége, hogy egyidejűleg a jelenet legvilágosabb és legsötétebb részein is rögzítse a részleteket. Ez egy kulcsfontosságú képminőségi jellemző, de gyakran figyelmen kívül hagyják. A Sincere-nél tapasztalt vagyunk, endoszkóp kameramodul-gyártó több mint 30 éve az iparágban. Ez a cikk elmagyarázza a dinamikus tartományt, azt, hogy miért fontos az endoszkópiánál, és hogyan válasszuk ki a legjobb kameramodult az alkalmazáshoz.

Mi az a dinamikus tartomány?
A dinamikatartomány a maximális és minimális fényintenzitás aránya, amelyet az érzékelő a részletek elvesztése nélkül képes rögzíteni. Decibelben (dB) vagy f-stopban mérik. A nagyobb dinamikatartomány azt jelenti, hogy a fényképezőgép a világos csúcspontok és a sötét árnyékok részleteit is látja.

Példa: Fényes fémcső vizsgálata. Az alacsony dinamikatartományú érzékelő a fényes tükröződést tiszta fehérre, a sötét rést pedig tiszta feketére varázsolja. A nagy dinamikatartományú érzékelő megőrzi a textúrát mindkettőben.

Miért fontos az endoszkópos kamerák számára
Az endoszkópkamerák bonyolult megvilágítás mellett is működnek:

• Orvosi endoszkópia: Egy kis LED megvilágítja az érdeklődési területet, árnyékban hagyva a környező szöveteket. A jó dinamikatartomány segít a sebészek számára, hogy meglássák a határt a megvilágított és az árnyékolt szövetek között, javítva ezzel a diagnózist.

• Ipari ellenőrzés: A csövek, motorok és turbinák fényvisszaverő fémmel és mély árnyékokkal rendelkeznek. A usb endoszkópos kameramodul felfedi a repedéseket és a korróziót a tükröződésben és az árnyékban egyaránt. széles dinamikatartománnyal rendelkező

• Vízvezetékek: A víz fényes tükröződést hoz létre, miközben a csövek falai sötétek maradnak. A jó dinamikatartomány a cső teljes állapotát mutatja.

A dinamikatartomány mérése
tipikus értékei A CMOS-modulos kameraérzékelők :

• 60-70 dB: Standard fogyasztói érzékelők. Jó a szabályozott világításhoz.

• 70-80 dB: Számos ipari és egészségügyi feladathoz jó.

• 80–100 dB: Nagyon jó nagy kontrasztú jelenetekhez.

• 100–120 dB+: Kiváló, gyakran HDR technikákat használ.

Az emberi szem körülbelül 120 dB-t lát egy jelenetben. A legtöbb szabványos CMOS modulos kameraérzékelő 60-70 dB-t kínál HDR nélkül.

Dinamikus tartomány kontra HDR
A dinamikatartomány az érzékelő tulajdonsága. A HDR (High Dynamic Range) egy olyan technika, amely egyetlen expozíción túlra is kiterjeszti. Gyakori módszerek:

• Több expozíció: kombinálja a rövid, közepes és hosszú expozíciót.

• Lépcsőzetes HDR: Különböző érzékelősorok különböző expozíciókkal.

• Kettős erősítésű érzékelők: Képpontonként két erősítési áramkör, amelyek egyszerre rögzítik a csúcsfényeket és az árnyékokat.

A legjobb endoszkópos kameramodul használhat natív széles dinamikatartománnyal (80–100 dB) rendelkező érzékelőt, vagy támaszkodhat a HDR-re a 100–120 dB eléréséhez.

Mi befolyásolja a dinamikus tartományt?

1. Szenzortechnológia
A Cmos modulos kameraérzékelők általában jobb dinamikatartománnyal rendelkeznek, mint a régebbi CCD-k. A BSI (hátsó megvilágítású) és a halmozott CMOS javítja a fényrögzítést, és növeli a dinamikatartományt.

2. Pixel Size
A nagyobb képpontok több fényt tartanak vissza, mielőtt telítenének. Egy adott szenzorméretnél az alacsonyabb felbontás gyakran nagyobb pixeleket és jobb dinamikatartományt jelent. Ez nagy tényező egy mini endoszkóp kameramodulnál , ahol az érzékelő kicsi.

3. Bitmélység
A nagyobb bitmélység (10 bites vs 12 bit) több fényerő-gradációt biztosít, javítva a hatékony dinamikatartományt.

4. Objektív rekesznyílása
A nagyobb rekesznyílás (kisebb f-szám) több fényt enged be, de hatással lehet arra, hogy az érzékelő hogyan kezeli a csúcsfényeket.

5. A megvilágítás szabályozása
Még nagy dinamikatartomány esetén is a túl erős vagy egyenetlen fény vágást okozhat. Egyes endoszkópok dinamikusan állítják be a LED fényerejét.

Dinamikus tartomány alaktényező szerint

A professzionális usb endoszkóp kameramodul adatlapján felsorolja a dinamikus tartományt.

Hogyan válasszunk a dinamikatartomány alapján

1. Ellenőrizze a kontrasztot: A fényvisszaverő fémek vizsgálatához (nagy kontraszt) nagyobb dinamikus tartományra van szükség, mint a lágyszöveteknél.

2. Átmérő korlátok: Az ultra kicsi mini endoszkóp kameramodul (2 mm alatti) korlátozott dinamikus tartománnyal rendelkezik. Fogadja el a kompromisszumot.

3. Keresse a HDR-t: Ha világos és sötét részletekre is szüksége van, válasszon egy HDR (lépcsőzetes vagy kettős erősítésű) modult.

4. Interfész számít: Egyes usb endoszkópos kameramodul modellek csak USB 3.0-n keresztül kínálnak HDR-t.

5. Teszt valódi mintákkal: Az értékeléshez használjon fényes fémtárgyat sötét hasadékokkal.

Őszinte, mint az endoszkóp kameramodul gyártója
A Sincere-nél optimalizált dinamikatartománnyal rendelkező endoszkóp kameramodulokat tervezünk és gyártunk orvosi, ipari és fogyasztói használatra. Tapasztalt endoszkóp kameramodul gyártóként a következőket kínáljuk:

• A legjobb kameramodul kiválasztása: Segítünk kiválasztani a megfelelő érzékelőt (Sony IMX, OmniVision) a dinamikatartomány igényei alapján.

• Dinamikus tartomány optimalizálás: Az érzékelők, objektívek és HDR-feldolgozás a világításhoz igazítása.

• Cmos modul kamerák kialakítása: Fejlett BSI és halmozott CMOS használata a nagy érzékenység és a széles dinamikatartomány érdekében.

• Usb endoszkóp kameramodul USB 3.0-val a nagy sávszélességű HDR videóhoz.

• Mini endoszkóp kameramodul 1,5 mm átmérőig, ehhez a mérethez a lehető legjobb dinamikatartománnyal.

Gyártásunk 10/100 osztályú pormentes műhelyeket és Active Alignment (AA) rendszert tartalmaz a tökéletes fókusz érdekében.

A Future
Sensor technológia folyamatosan javul:

• A kettős erősítésű érzékelők szabványossá válnak a natív széles dinamikatartományban.

• Az eseményalapú érzékelők az extrém kontrasztot a változások észlelésével rögzítik, nem pedig az abszolút fényerőt.

• Az AI által támogatott HDR intelligensen kombinálja az expozíciókat, hogy csökkentse a mozgási műtermékeket.

Összegzés
A dinamikus tartomány a világos és sötét területek részleteinek egyidejű rögzítésének képessége. dB-ben mérve a magasabb jobb. A legtöbb orvosi és ipari endoszkópiához 80-100 dB ajánlott. A nagyon kicsi mini endoszkópos kameramodulok dinamikus tartománya alacsonyabb lehet a méretkorlátozás miatt.

Amikor kiválasztja a legjobb kameramodult , vegye figyelembe a megvilágítást, az átmérőt és azt, hogy szükség van-e HDR-re. endoszkópos Vezető endoszkópos kameramodul-gyártóként a Sincere kínál CMOS-modulos kameramegoldásokat optimalizált dinamikatartománnyal USB és mini formátumokhoz.

Lépjen kapcsolatba velünk, hogy megbeszéljük dinamikus tartománnyal kapcsolatos követelményeit a következő endoszkóp projektjéhez.