導入
明るい窓を背景に写真を撮ったものの、窓は真っ白で、前の人が暗すぎることに気づいたことはありませんか?それとも、光沢のある金属表面を検査しようとして、ハイライトの細部がすべて失われてしまいましたか?それはダイナミックレンジの問題です。ハイ ダイナミック レンジ (HDR) テクノロジーがそれを解決します。 HDR を使用すると、カメラ センサーがシーンの最も明るい部分と最も暗い部分の両方の詳細を同時にキャプチャできます。 Thinking では、30 年以上にわたりカメラ モジュールを製造しており、HDR は当社の医療、産業、消費者向けソリューションの多くにおいて重要な機能です。この記事では、HDR とは何か、その仕組み、そしてなぜそれが重要なのかについて説明します。
HDRとは何ですか?
HDR はハイ ダイナミック レンジの略です。ダイナミック レンジは、カメラがキャプチャできる画像の最も明るい部分と最も暗い部分の比率です。ダイナミック レンジが高いシーンには、非常に明るい領域 (窓からの太陽光など) と非常に暗い領域 (机の下の影など) の両方があります。標準的なカメラでは、このようなシーンではハイライトが飛んだり、影のディテールが失われてしまうことがよくあります。
HDR は有効ダイナミック レンジを拡張し、カメラがより広い輝度範囲にわたって詳細をキャプチャできるようにします。結果は人間の目で見たものにより近くなります。
HDR が重要な理由
医療内視鏡検査
照明条件は体内で大きく変化します。あHDR内視鏡カメラ明るいハイライト (光源が照射されている場所) と暗い影 (凹んだ領域) の両方の詳細をキャプチャします。外科医は、他の方法では見逃されるかもしれない微妙な組織の変化を確認します。
工業検査
光沢のある金属、溶接継ぎ目、または反射コンポーネントを検査すると、極端なハイライトが作成されます。 HDR は、反射するハイライトと暗い隙間の両方の詳細をキャプチャします。
セキュリティ監視
屋外のシーンには明るい日光と深い影があります。 HDR により、厳しい照明下でも顔とナンバー プレートが確実に見えるようになります。
自動車
ADAS カメラは、トンネルの出口、対向車のヘッドライト、影を処理する必要があります。 HDR は信頼性の高い物体検出に不可欠です。
民生用USBカメラ
Web カメラやビデオ会議の場合、HDR により、逆光または混合照明での画質が向上します。あカメラUSBモジュールHDR を使用すると、より自然な動画が生成されます。{0}
HDR の仕組み
1. 多重露光（連写）
センサーは、さまざまな露出で複数の画像をキャプチャします。-露出不足（ハイライトの詳細）、適正露出、露出オーバー（シャドウの詳細）。これらを組み合わせて 1 つの HDR 画像を作成します。静止シーンに適しています。動きがアーティファクトを引き起こす可能性があります。
2. スタッガード HDR (ライン-ベース)
センサーの異なる行は異なるレベルで露出されます。モーションアーティファクトを軽減しますが、特殊なセンサー設計が必要です。
3. センサー-レベル HDR (デュアル ゲイン)
高度なcmosモジュールカメラセンサーにはピクセルごとに 2 つのゲイン回路があり、{0}}1 つはハイライト用、もう 1 つはシャドウ用-で同時にキャプチャされます。モーションアーティファクトを最小限に抑えた真の単一露出 HDR。-
4. デジタル オーバーラップ HDR (DOL- HDR)
自動車とセキュリティで一般的な DOL{0}}HDR は、複数の露出を連続してキャプチャし、それらを結合します。効率的で、動きのあるシーンに適しています。
主な仕様
ダイナミックレンジ (dB)
標準センサー: 60dB ～ 70dB。 HDR センサー: 100dB ～ 120dB+. 人間の目は 1 つのシーンで約 120dB を知覚します。
解決
HDR はさまざまな解像度で利用できます。あ4KカメラモジュールHDR を使用すると、優れたダイナミック レンジを備えた超-高解像度-ビデオを実現できます。
フォームファクター
HDR はさまざまなサイズで利用できます。あ小型カメラモジュールHDR を使用すると、内視鏡、ドローン、ウェアラブルなどのコンパクトなデバイスに適合します。
アプリケーション
| 応用 | HDR が重要な理由 |
|---|---|
| 医療内視鏡検査 | 照明された組織と影のある組織の両方の詳細 |
| 工業検査 | 反射面や深い隙間にも対応 |
| セキュリティ監視 | 明るい日光と暗い影を管理します |
| 自動車用ADAS | トンネルの出口、ヘッドライト、影を処理します |
| 消費者向けウェブカメラ | バックライト付きのビデオ通話を改善します |
| ドローン | 空と地面のディテールを同時に表現 |
内視鏡カメラの HDR
A HDR内視鏡カメラユーザーは以下を閲覧できるようになります。
明るい場所と暗い場所の両方の微細な組織構造
ディテールを失わずに金属表面を反射
通常であれば反射によりグレアが発生する流体表面
で小型カメラモジュール内視鏡検査用に設計された HDR には、慎重なセンサーの選択と正確な光学設計が必要です。
HDR と標準の比較
| 特徴 | 標準 | HDR |
|---|---|---|
| ハイライトの詳細 | 吹き飛ばされることが多い | 保存済み |
| 影の詳細 | よく紛失する | 保存済み |
| こんな方に最適 | 制御された照明 | 混合照明、高コントラスト |
| 複雑 | より低い | より高い |
| 料金 | より低い | 適度 |
シンシアのHDRカメラモジュール
Thinking では、さまざまな用途向けの HDR カメラ モジュールを製造しています。
カメラUSBモジュール:ウェブカメラ、検査、マシン ビジョン用のプラグアンドプレイ HDR{0}}{1}}
HDR カメラモジュール:セキュリティ、自動車、産業に特化
HDR 内視鏡カメラ:HDR を備えた医療および産業用内視鏡モジュール
Cmosモジュールカメラ:統合 HDR で利用可能（スタッガード、DOL、デュアルゲイン）
4Kカメラモジュール:プロフェッショナル アプリケーション向けの Ultra- HD HDR
小型カメラモジュール:スペースに制約のあるデバイス向けのコンパクトな HDR 設計-
当社の製造には、クラス 10/100 の防塵施設と、完璧なフォーカスを実現するアクティブ アライメント (AA) が含まれています。{2}
HDR モジュールの選択
| 応用 | 推奨 |
|---|---|
| 医療内視鏡検査 | 小型フォームファクタ、良好な低照度、HDR |
| 工業検査 | 広いダイナミックレンジ、耐久性のあるハウジング |
| セキュリティ監視 | 4K 解像度、モーション用 DOL-HDR |
| 自動車 | DOL-HDR、広い温度範囲 |
| コンシューマUSB | プラグ{0}}アンド-、手頃な価格 |
考慮事項
- ダイナミックレンジ:100dB+ で困難なシーンに対応
- モーション処理:動きのあるシーン向けの DOL-HDR またはデュアル-ゲイン
- 解決：1080p標準。 4K による高精細な-
- サイズ： A 小型カメラモジュールHDR を使用するとセンサーの選択が制限される可能性があります
- インタフェース：プラグアンドプレイ用の USB--。組み込み用MIPI
未来
としてcmosモジュールカメラテクノロジーの進歩:
- より高いダイナミックレンジ:120dB+が一般的になる
- より低い電力:より効率的な HDR 処理
- より小さなパッケージ:さらに小さなフォームファクターでの HDR
- AIの統合:-モジュール上の HDR トーン マッピング
まとめ
HDR を使用すると、カメラ モジュールはシーンの最も明るい部分と最も暗い部分の両方の詳細を同時にキャプチャできます。必須:
- 医療内視鏡検査 (さまざまな光での組織の詳細)
- 工業用検査（反射面と影）
- 防犯監視（太陽光と影）
- 自動車（トンネル出口、ヘッドライト）
主なテクノロジー: 連続露光、スタッガード HDR、デュアル-ゲイン センサー、DOL- HDR。すべてのフォーム ファクタで利用可能-小型カメラモジュール内視鏡検査のため4Kカメラモジュールプロフェッショナルなセキュリティのために。
シンシアでは、cmosモジュールカメラHDR 機能を備えたソリューション。必要かどうかカメラUSBモジュールウェブカメラの場合、HDR内視鏡カメラ医療用、または4Kカメラモジュール監視については、要件についてご相談ください。
