இன்றைய காட்சி மையமான உலகில்,கேமரா மாடுல்கள்சாதனங்கள் பாதுகாப்பு அமைப்புகள் முதல் தன்னாட்சி வாகனங்கள் வரை அனைத்தையும் இயக்குகிறது. ஆனால் சவாலான ஒளி நிலைகளில்—பிரகாசமான சூரிய ஒளி மற்றும் ஒரே காட்சியில் ஆழமான நிழல்கள்—தெளிவான படங்களை பிடிப்பது ஒரு முக்கிய சவாலாகவே உள்ளது. அங்கு Wide Dynamic Range (WDR) தொழில்நுட்பம் உதவுகிறது. கேமரா மாடுல்களில் நேரடியாக WDR அல்காரிதங்களை செயல்படுத்துவது (வெளியுறுப்பான செயலாக்கத்தை நம்புவதற்குப் பதிலாக) செயல்திறன் மற்றும் திறனுக்கான தனிப்பட்ட நன்மைகளை வழங்குகிறது. இந்த விரிவான வழிகாட்டியில், கேமரா மாடுல்களில் பரந்த டைனமிக் ரேஞ்ச் அல்காரிதங்களை எவ்வாறு திறமையாக செயல்படுத்துவது, வெற்றிக்கான முக்கியக் கருத்துக்கள் மற்றும் உங்கள் பயன்பாடுகளுக்காக இது ஏன் முக்கியம் என்பதை ஆராய்வோம்.
என்னது விரிவான டைனமிக் ரேஞ்ச் (WDR) ஆல்காரிதங்கள்?
டைனமிக் ரேஞ்ச் என்பது ஒரு படத்தில் மிகுந்த மற்றும் இருண்ட பகுதிகளுக்கிடையிலான விகிதத்தை குறிக்கிறது. நிலையான கேமராக்கள் உயர்-கான்டிராஸ்ட் சூழ்நிலைகளில் போராடுகின்றன, பெரும்பாலும் பிரகாசமான ஹைலைட்ஸ் அல்லது இருண்ட ஷேடோஸ் ஆகியவற்றில் விவரங்களை இழக்கின்றன.
WDR அல்கோரிதங்கள் இந்த சிக்கலை தீர்க்கின்றன:
• ஒளி தீவிரங்களை பரந்த அளவிலே பிடித்தல்
• ஒளி மற்றும் இருண்ட பகுதிகளில் விவரங்களை பாதுகாக்கிறது
• சவாலான ஒளி நிலைகளில் சமநிலையுள்ள படங்களை உருவாக்குதல்
Onboard WDR ஆல்கரிதம் செயல்படுத்துவதன் நன்மைகள்
WDR செயலாக்கம் வெளிப்புற அமைப்புகளில் நடைபெறலாம், ஆனால் இந்த அல்காரிதங்களை நேரடியாக கேமரா மாடுல்களில் செயல்படுத்துவது முக்கியமான நன்மைகளை வழங்குகிறது:
1. குறைந்த தாமதம் – வெளிப்புற செயலாக்கக்காரர்களுக்கு தரவுப் பரிமாற்றத்தில் உள்ள தாமதங்களை நீக்குகிறது, தன்னாட்சி இயக்கம் மற்றும் ரோபோட்டிக்ஸ் போன்ற நேரடி பயன்பாடுகளுக்கு அவசியம்.
2. மேம்பட்ட பாண்ட்விட்த் திறன் – பெரிய, செயலாக்கப்படாத பட கோப்புகளை அனுப்ப தேவையை குறைக்கிறது, நெட்வொர்க் தேவைகளை குறைக்கிறது.
3. மேம்பட்ட சக்தி திறன் – பாதுகாப்பு ட்ரோன்கள் மற்றும் அணியக்கூடிய கேமராக்கள் போன்ற பேட்டரி இயக்கப்படும் சாதனங்களுக்கு எரிசக்தி செலவினை குறைத்து சிறந்தது.
4. சிறந்த நேரடி செயல்திறன் – உடனடி படப் பகுப்பாய்வுக்கு தேவையான பயன்பாடுகளுக்கு முக்கியம், இதில் வீடியோ மாநாடு மற்றும் தொழில்துறை கண்காணிப்பு அடங்கும்.
முக்கிய சவால்கள் WDR செயல்பாட்டில் onboard
கேமரா மாடுல்கள் கடுமையான கட்டுப்பாடுகளின் கீழ் செயல்படுகின்றன, இது கப்பலில் WDR செயல்படுத்துவதில் சிரமத்தை உருவாக்குகிறது:
• குறைந்த செயலாக்க சக்தி – எம்பெடெட் செயலிகள் டெஸ்க்டாப் அல்லது மேக அமைப்புகளுக்கு மாறாக குறைவான கணினி திறனை கொண்டுள்ளன.
• நினைவக கட்டுப்பாடுகள் – பல உயர் தீர்மானமான படங்களை சேமிக்க திறமையான நினைவக மேலாண்மை தேவை.
• சக்தி கட்டுப்பாடுகள் – பேட்டரி இயக்கப்படும் சாதனங்களுக்கு ஆற்றல் பயன்பாட்டை குறைக்கும் ஆல்காரிதங்கள் தேவை.
• அளவீட்டு வரம்புகள் – கம்பக்ட் கேமரா மாட்யூல்கள் கூடுதல் ஹார்ட்வேர் க்கான வரம்பான இடம் கொண்டவை.
மேலுள்ள காமரா செயல்பாட்டிற்கான சிறந்த WDR அல்காரிதங்கள்
சில WDR அல்காரிதங்கள் கேமரா மாட்யூல்களின் கட்டுப்பட்ட சூழலில் மற்றவற்றைவிட சிறப்பாக செயல்படுகின்றன:
1. பல்வேறு வெளிச்சங்களை இணைக்கும் (MEF)
MEF பல்வேறு வெளிப்பாட்டு நிலைகளில் (உயர்தரங்களுக்கு குறுகிய வெளிப்பாடுகள், நிழல்களுக்கு நீண்ட வெளிப்பாடுகள்) பல கட்டங்களை பிடித்து, இயக்கக் களத்தில் விவரங்களை பாதுகாக்க அவற்றை ஒன்றிணைக்கிறது.
Onboard Systems க்கான செயல்படுத்தும் குறிப்புகள்:
• 5-7 க்குப் பதிலாக 2-3 கட்டங்களைப் பயன்படுத்தி நினைவகப் பயன்பாட்டை குறைக்கவும்
• எடைப்பட்ட சராசரி போன்ற எளிமையான இணைப்பு தொழில்நுட்பங்களை செயல்படுத்தவும்
• சரிவுகளை ஒத்திசைக்க உபகரண வேகப்படுத்திகளை பயன்படுத்தவும், இயக்கக் கலைப்புகளைத் தவிர்க்கவும்
2. உள்ளூர் சுருக்க வரைபடம் (LTM)
LTM ஒரு தனிப்பட்ட உயர்-பிட்-ஆழமான படத்தின் இயக்கத் தூரத்தை நிலையான காட்சி தூரங்களுக்கு பொருந்துமாறு சுருக்குகிறது, உள்ளூர் மாறுபாட்டை பராமரிக்கிறது, இது நினைவகத்திற்கான கட்டுப்பாடுகளை உள்ளடக்கிய மாடல்களுக்கு சிறந்ததாக உள்ளது.
Onboard Systems க்கான செயலாக்க குறிப்புகள்:
• குறைந்த கேர்னல் அளவுகளுடன் இடவியல் வடிகட்டலை எளிதாக்கவும்
• சரிகை வளைவுகளுக்கான முன்னணி தேடல் அட்டவணைகளை (LUTs) முன்கணிக்கவும் செயலாக்கத்தை விரைவுபடுத்தவும்
• உங்கள் பயன்பாட்டில் பொதுவாக உள்ள குறிப்பிட்ட ஒளி நிலைகளுக்காக மேம்படுத்தவும்
3. ஒற்றை-பட HDR தொழில்நுட்பங்கள்
கடுமையான தாமத தேவைகள் உள்ள மாடுல்களுக்கு, ஒற்றை-பட WDR முன்னணி டெமோசைகிங் மற்றும் சத்தத்தை குறைப்பதைப் பயன்படுத்தி, ஒரு ஒற்றை வெளிப்பாட்டில் நிழல்கள் மற்றும் ஒளிர்வுகளில் இருந்து விவரங்களை எடுக்கிறது.
கணினி-மென்பொருள் மேம்பாடு கப்பலில் WDR க்காக
வெற்றிகரமான WDR செயல்பாட்டை onboard செய்யும் போது, உலோக மற்றும் மென்பொருளின் உறுதிப்படுத்தல் தேவைப்படுகிறது:
• சரியான சென்சார்கள் தேர்வு செய்யவும் – அல்காரிதமிக் சுமையை குறைக்க CMOS சென்சார்கள் தேர்வு செய்யவும், அதில் உள்ள HDR திறன்கள் (இரட்டை மாற்றம் பெறுதல், பிக்சல் பினிங்) உள்ளன.
• அர்ப்பணிக்கப்பட்ட பட சிக்னல் செயலிகள் (ISPs) பயன்படுத்தவும் – நவீன கேமரா தொகுப்புகள் WDR வேகப்படுத்தலுடன் கூடிய ISPs (எடுத்துக்காட்டாக, Sony IMX வரிசை, OmniVision OV சென்சார்கள்) உள்ளன, அவை பொதுவான செயலிகளுக்கு மாறாக இணைப்பு மற்றும் நிறம் வரைபடத்தை மேலும் திறமையாக கையாள முடியும்.
• நினைவகப் பயன்பாட்டை மேம்படுத்தவும் – கட்டங்களை சுருக்கப்பட்ட RAW வடிவங்களில் சேமிக்கவும் மற்றும் CPU தடைகளை தவிர்க்க நேரடி நினைவக அணுகலை (DMA) பயன்படுத்தவும்.
• சக்தி மற்றும் செயல்திறனை சமநிலைப்படுத்துங்கள் – மின்சார சாதனங்களில் பேட்டரி ஆயுளை நீட்டிக்க குறைந்த கணித தீவிரத்துடன் உள்ள ஆல்காரிதங்களை முன்னுரிமை அளிக்கவும்.
வழங்கப்பட்ட WDR இன் உண்மையான உலக பயன்பாடுகள்
WDR அல்கொரிதங்களை கமரா மாடுல்களில் செயல்படுத்துவது தொழில்களில் செயல்திறனை மாற்றுகிறது:
• பாதுகாப்பு மற்றும் கண்காணிப்பு – உள்ளமைவான MEF உடன் கேமராக்கள் நேரடி சூரிய ஒளி மற்றும் நிழலான பகுதிகளில் தெளிவான உரிமம் பலகைகள் மற்றும் முக விவரங்களை பிடிக்கின்றன.
• ஆட்டோமோட்டிவ் சிஸ்டம்ஸ் – 20ms க்குள் LTM செயல்முறை படங்களை உள்ளடக்கிய மாட்யூல்கள், உயர்-எதிர்ப்பு நிலைகளில் நடைபாதைவர்களை கண்டுபிடிக்க நேரடி ADAS (மேம்பட்ட ஓட்டுனர் உதவி சிஸ்டம்கள்) ஐ செயல்படுத்துகிறது.
• ஸ்மார்ட் ஹோம் சாதனங்கள் – பேட்டரி இயக்கப்படும் கதவுப் பக்கம் கேமராக்கள் உள்ளக மற்றும் வெளி வெளிச்சத்தை சமநிலைப்படுத்த ஒரு ஒற்றை-பட WDR ஐப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் பேட்டரி ஆயுளை 40% வரை நீட்டிக்கின்றன.
• தொழில்துறை கண்காணிப்பு – கப்பலில் உள்ள WDR தொழில்நுட்பம் தரக் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளுக்காக மாறுபட்ட ஒளி நிலைகளில் தொழிற்சாலைகளில் தெளிவான படங்களைப் பிடிக்க உறுதி செய்கிறது.
கப்பலில் WDR அல்கோரிதங்களை செயல்படுத்துவதற்கான சிறந்த நடைமுறைகள்
1. குறிப்பிட்ட ஒளி நிலைகளுக்காக அளவீடு செய்யவும் – தற்போதைய ஒளி நிலைகளின் அடிப்படையில் WDR முறைகள் மாறுபடுவதற்காக காட்சி பகுப்பாய்வைப் பயன்படுத்தவும்.
2. கடுமையான நிலைகளில் சோதனை – சவாலான சூழ்நிலைகளில் செயல்திறனை உறுதிப்படுத்தவும்: சூரியாஸ்தமனம், பனியின் ஒளி, செயற்கை மின்னொளியுடன் குறைந்த ஒளி.
3. முக்கிய அளவீடுகளை அளவிடுங்கள் – PSNR (சிகப்பு சிக்னல்-க்கு-சத்தம் விகிதம்), SSIM (கட்டமைப்பியல் ஒத்திசைவு குறியீடு), மற்றும் தாமதத்தை கண்காணிக்கவும், அல்காரிதம் திறனை ஒப்பிடவும்.
4. சென்சார் தொழில்நுட்பத்துடன் தற்போதைய நிலையில் இருங்கள் – புதிய சென்சார்கள் (14-பிட் HDR CMOS) செயலாக்கப் பாரத்தை குறைக்கின்றன, இது கப்பலில் WDR செயல்பாட்டை மேலும் திறமையாகக் கொண்டுவருகிறது.
5. உங்கள் பயன்பாட்டிற்கேற்ப மேம்படுத்தவும் – பொதுவான தீர்வுகளைப் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக, உங்கள் குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டு தேவைகளுக்கேற்ப அல்காரிதங்களை தனிப்பயனாக்கவும்.
தீர்வு
விரிவான டைனமிக் ரேஞ்ச் அல்கோரிதங்களை காமரா மாடுல்களில் செயல்படுத்துவது செயல்திறன், சக்தி உபயோகிப்பு மற்றும் அளவீட்டு கட்டுப்பாடுகளை கவனமாக சமநிலைப்படுத்துவதைக் கோருகிறது. பொருத்தமான அல்கோரிதங்களை தேர்வு செய்வதன் மூலம், ஹார்ட்வேரை வேகமாக்கிகள் பயன்படுத்துவதன் மூலம், மற்றும் உங்கள் குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டிற்கேற்ப மேம்படுத்துவதன் மூலம், நீங்கள் சவாலான ஒளி நிலைகளில் உயர் தரமான படங்களை பிடிக்க முடியும்.
கேமரா தொழில்நுட்பம் முன்னேறுவதுடன், உள்ளமைவான WDR திறன்கள் தொழில்களில் அதிக முக்கியத்துவம் பெறும். நீங்கள் பாதுகாப்பு அமைப்புகள், வாகன கேமரா அல்லது IoT சாதனங்களை உருவாக்குகிறீர்களா, இந்த அல்கோரிதங்களை திறமையாக செயல்படுத்துவது முக்கியமான போட்டி நன்மையை வழங்கலாம்.