Ist es möglich, die Qualität von Bildern zu verbessern, die ich mit 90 fps aufnehme?

Ich verwende "Raspicam" ( https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/camera.md ) für ein Robotikprojekt, bei dem ich in 1 Sekunde so viele Bilder wie möglich erhalten muss.

Die Kamera funktioniert einwandfrei, wenn ich sie im stationären Modus verwende. Allerdings erscheint alles ziemlich dunkel, wenn ich auf 90fps, 320x240 schalte.

Am Ende werde ich das Bild bearbeiten, also ist eine niedrige Auflösung kein Problem, es ist sogar ein Vorteil für mich. Allerdings kann ich die Qualität der Farben nicht beeinträchtigen, da die gesamte Verarbeitung davon abhängt.

Folgende Eigenschaften muss ich anpassen:

  • CV_CAP_PROP_BRIGHTNESS: [0,100]

beließ dies bei Automatikmodus -1

  • CV_CAP_PROP_CONTRAST: [0,100]

beließ dies ebenfalls auf Automatikmodus -1

  • CV_CAP_PROP_SATURATION: [0,100]

gebraucht 100

  • CV_CAP_PROP_GAIN: (iso): [0,100]

gebraucht 100

  • CV_CAP_PROP_EXPOSURE: -1 automatisch. [1.100] Verschlusszeit von 0 bis 33 ms

gebraucht 100

  • CV_CAP_PROP_WHITE_BALANCE_RED_V : [1.100] -1 automatischer Weißabgleich

beließ es im automatischen Modus (alles, was nicht Null ist, hat das Bild aus irgendeinem Grund durcheinander gebracht)

  • CV_CAP_PROP_WHITE_BALANCE_BLUE_U : [1.100] -1 automatischer Weißabgleich

beließ es im automatischen Modus

Gibt es eine Möglichkeit, die Qualität der Bilder, die ich mit diesen Werten bei 90 fps erhalte, zu verbessern? Was könnte die Dunkelheit meines Bildes verursachen?

Hier ist das Bild, das ich mit 90 fps habe:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier ist das Bild, das ich im stationären Modus habe (die Auflösung ist in diesem Bild höher, ich habe es nur hochgeladen, um zu zeigen, wie die tatsächlichen Farben aussehen sollten):

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie listen die Einstellungen auf, geben aber nicht an, welche Werte Sie beim Aufnehmen der Bilder dafür verwendet haben. Welche genauen Einstellungen haben Sie zwischen den beiden von Ihnen geposteten Bildern geändert?
Habe sie gerade hinzugefügt.
Entspricht ein CV_CAP_PROP_EXPOSUREWert von 10033 ms Shutter? Vielleicht übersehe ich etwas, aber 90 fps entsprechen einer absoluten maximalen Verschlusszeit von 1/90 = 0,011111 s = 11,1 ms.
Du hast recht, das ist mir entgangen. Ich habe gerade die Verschlusszeit auf ~ 9 ms eingestellt, aber leider hat das das Problem nicht behoben.
Ich habe gerade festgestellt, dass alles eine Art Rotverschiebung hat. Meine Wände sind gelb, aber sie erscheinen rötlich. Alles andere wird nur dunkler.
Ich stimme dafür, diese Frage als nicht zum Thema gehörend zu schließen, da es um maschinelles Sehen und Bildverarbeitung geht, nicht um Fotografie.
Sie geben an, dass Ihre Ziele völlig anders sind als das Ziel, ein Foto zu produzieren. Da es darum geht, ist diese Seite off-topic. Wenn Sie einen Roboter mit dem Ziel bauen würden, Fotos zu machen, wäre das ein Thema (auch wenn es um Programmierung ginge).
Die Sache ist, egal was mein Ziel ist, ich habe eine Kamera, die aus irgendeinem Grund Bilder von schlechter Qualität produziert. Ich muss also fragen, welche Kameraeigenschaften die Ursache sein könnten, und die Leute hier verstehen dieses Konzept. Wenn ich diese Frage zum Beispiel auf Stackoverflow stelle, wissen sie nur, wie ich einige Eigenschaften der Kamera mit Code konfiguriere. Aber welche Eigenschaft konfiguriert werden muss, um ein besseres Bild zu erhalten, ist keine Spezialität des Programmierers.
Schließlich hätte ich einfach über mein Ziel lügen und dieselbe Frage stellen können, und es wäre dann mit Ihrer Meinung nicht vom Thema abgekommen. Eine Frage muss an die richtigen Leute mit dem richtigen Wissen gerichtet werden, deshalb habe ich sie hier gepostet. Ich denke, Sie verstehen Eigenschaften wie Verstärkung und Verschlusszeit viel besser als wir Programmierer. Und die Qualität meiner Bilder ist wegen der Kameraeinstellungen durcheinander geraten, eine andere Aufnahme mit automatischen Einstellungen erzeugt perfekt gute Bilder, aber diese Einstellung ist zu langsam für mein Ziel. Also wollte ich nur fragen, an welchen Aspekten ich arbeiten könnte, um bessere Bilder zu produzieren.

Antworten (3)

TL;DR

Nicht viel, wirklich. Eine Verschlusszeit von 11 ms im Innenbereich bei schwachem Licht ist selbst für eine professionelle Kamera eine schwierige Situation.

Länger

Hinweis: Mein Englisch ist begrenzt und ich antworte nur mit den Informationen, die ich über die Raspicam finden konnte.

Ich nehme an, Sie machen den üblichen Fehler, die Bildrate (fps) mit der Verschlusszeit zu verwechseln. sie sind ähnlich, aber nicht verwandt.

Die Verschlusszeit ist die Zeitdauer, während der der Kamerasensor Licht ausgesetzt ist: Je länger Licht in die Kamera eindringt und auf den Sensor im Inneren trifft, desto heller wird das endgültige Bild; Beispielsweise bedeutet eine Verschlusszeit von 10 ms, dass der Verschluss 10 ms lang geöffnet ist und der Sensor für diese Zeit Licht empfängt.

Die Bildrate ist stattdessen die Rate, mit der die Kamera die Bilder aufzeichnet: Ohne zu sehr ins Detail zu gehen, bedeutet 90 fps, dass die Kamera alle 1/90 Sekunde das Signal aufnimmt, das auf dem Sensor anliegt, und ein neues Bild erzeugt. Hier gibt es keine Dauer: Was da ist, ist da.

Wenn Sie also Ihre Verschlusszeit auf 11 ms einstellen, bedeutet dies, dass sich Ihr Verschluss öffnet, der Sensor 11 ms lang Licht empfängt, dann der Verschluss schließt und so weiter. Und ehrlich gesagt, bei 1/90 Verschlusszeit in Innenräumen bei schlechten Lichtverhältnissen ohne Blitz kann man selbst von einer guten Ausrüstung nicht viel erwarten, geschweige denn von einer Spielzeugkamera wie der Raspicam.

Was kannst du also am Ende tun?

Es hängt davon ab.

Der Raspi hat separate Einstellungen für Bildrate und Verschlusszeit. Sie können also die 90 fps beibehalten, wenn Sie sie wirklich brauchen, und die Verschlusszeit ändern, um zu versuchen, etwas zu erreichen, wenn die Bedingungen dies zulassen. Die Theorie besagt, dass Ihre Verschlusszeit doppelt so hoch sein sollte wie die Bildrate. Bei einer Bildrate von 90 fps (1/90) sollte Ihre Verschlusszeit also 5,5 ms (1/180) betragen. Dies ist eine gute Faustregel, aber Sie können sie ignorieren, wenn die Ergebnisse Ihren Anforderungen entsprechen, und beispielsweise versuchen, das Gegenteil zu tun. Ich bezweifle ernsthaft, dass Sie am Ende etwas Gutes haben werden, aber es schadet nicht, es zu versuchen.

Warum begegnet mir dieses Dunkelheitsproblem dann nicht bei Standbildern? Ich meine, für ein stationäres Bild fängt es mehr als genug Licht ein. Ich habe versucht, fps auf 30 zu reduzieren, aber die Qualität hat sich überhaupt nicht verbessert, was ich nicht erwartet hatte. Ich begann zu zweifeln, ob das nicht an hohen fps liegt, vielleicht sind einige Einstellungen im Kameramodus falsch gemacht. Aber da ich das Konzept nicht kenne, habe ich keine Ahnung, was falsch sein könnte.
Wenn Sie mit „stationär“ ein Standbild über den raspistill-Befehl meinen, liegt das vielleicht daran, dass das Standbild im Auto-Modus erzeugt wird, wobei die Kamera die richtigen Einstellungen wählt, um die richtige Beleuchtung zu erhalten. Nach Ihrem Kommentar habe ich das Gefühl, dass Sie sich nicht einmal mit den Grundlagen der Fotografie auskennen, um zu verstehen, wie das Ganze funktioniert. Wenn Sie vorhaben, diese Kamera wirklich zu verwenden, versuchen Sie einfach, im Internet nach den Begriffen "Verschlusszeit" zu suchen.
Uh, und übrigens ... danke für das Vertrauen, aber wenn meine Antwort Ihnen nicht geholfen hat, das Problem zu lösen, markieren Sie sie nicht als akzeptiert. Dies wird andere ermutigen, neue Antworten zu posten (hoffentlich effektiver bei der Lösung des Problems) :-)
Ihre Antwort war ziemlich informativ, ich denke, sie deckt ab, was diese Seite über mein Problem sagen kann. Ich hatte gehofft, die Leute hier könnten aus Erfahrung sagen, was in dem dunklen Bild fehlte. Alle Antworten scheinen mit automatischen Einstellungen und Verschlusszeiten zusammenzuhängen, aber es scheint nicht möglich zu sein, zu sagen, dass "..." fehlt, wenn man sich nur die Bilder ansieht. Ich werde also damit beginnen, mich auf die Verschlusszeit und die automatischen Einstellungen zu konzentrieren und zu sehen, wohin mich das führt. Nochmals vielen Dank, Sie waren sehr hilfreich. :)

Wenn dieses Problem behoben werden kann, ist dies wahrscheinlich die Ursache:

beließ dies bei Automatikmodus -1

Sie haben viele Einstellungen im automatischen Modus belassen. Der automatische Modus bedeutet, dass Sie viel Kontrolle darüber abgeben, was vor sich geht.

Möglicherweise kann die Kamera nicht alle Berechnungen für alle automatischen Modi durchführen, wenn die Bildrate erhöht wird.

Ändern Sie alle Einstellungen auf einen anderen Wert als auto, damit Sie ein anständiges Ergebnis erhalten.

Versuchen Sie dann, ob Sie bei unterschiedlichen Bildraten immer noch dieselben Ergebnisse erhalten.

Der beste Ansatz, um sich ändernde Bildergebnisse (von einer statischen Szenerie) zu verhindern, besteht darin, die Kameraeinstellungen konstant zu halten.

Dies ist so ziemlich der Umfang dieser Website.

Wenn das Problem weiterhin besteht, versuchen Sie, die Kamera mit einer anderen Software zu verwenden.

Verwenden Sie die integrierte Software wie in der Dokumentation beschrieben und prüfen Sie, ob Sie das gleiche Problem mit dieser Software haben.

Das Ganze ist wahrscheinlich ein Software- oder Hardwareproblem, das nicht im Rahmen dieser Website liegt. Versuchen Sie, die Frage auf http://raspberrypi.stackexchange.com zu stellen , die diese Frage enthält, die verwandt zu sein scheint:

Raspicam C++-Bibliothek – das aufgenommene Bild erfordert mehrere Grab(s), um richtig hell zu sein

Ist es möglich, die Qualität von Bildern zu verbessern, die ich mit 90 fps aufnehme?

Sicher. Sie müssen mehr Licht hinzufügen.

Ist es möglich, die Qualität von Bildern zu verbessern, die ich mit 90 fps aufnehme?
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