Triton HDRとAltaView: カメラでのトーンマッピング

AltaViewでのカメラモデル

型番画素数解像度フレームレートセンサ名センササイズ画素サイズ電子シャッター方式レンズマウントモノクロ/カラーインターフェース
TDR054S5.4 MP2880 x 1860 px13.8 FPSSony IMX490 CMOS1/1.55"3.0 µmローリングシャッタCカラー (AltaView カメラでのトーンマッピング)M12 GigE Vision

適正なトーンマッピング

24ビットRAW画像ストリームを8ビットRGB

ルーシッドAltaView™は、24ビットRAW画像ストリームを8ビットRGB画像ストリームに効果的に変換するため、センサおよびISPと連動して動作するオンカメラ専用トーンマッピングエンジンです。トーンマッピングを事前にカメラに設定してより低いビット深度の画像ストリームを生成する他の技術とは異なり、AltaViewはソニーIMX490 CMOSイメージセンサなどが提供するHDR(ハイダイナミックレンジ)機能を最大限に活用します。AltaViewは、適応型トーンマッピングをオンカメラで直接実行することにより、優れたディテールとカラーを持つ低遅延8ビット画像を提供するだけでなく、独自のトーンマッピングアルゴリズムを作成する必要がないため、開発時間を短縮することができます。

AltaViewの主な特徴の一つは、単一の固定露出の設定を維持しつつ、オンカメラの加速適応型トーンマッピングアリゴリズムが、センサからのRAWストリームから最も関連性の高いデータを分析して組み合わせることが可能であることです。この特別な処理方法によって、8ビット画像(RGBおよびYCbCrフォーマット)は、豊かな色彩と、明確な明暗データを生成します。これらの高品質画像は、ニューラルネットワーク、モバイルセンシングAIトレーニング、自動車搭載、先進運転支援システム(ADAS)。等を含むアプリケーション向けに特別に設計されています。AltaViewエンジンを搭載したルーシッドカメラは、カメラ上でのリアルタイムトーンマッピングを可能にし、HDRセンサを最大限に活用し、様々な要求が厳しいアプリケーションに適したデータ豊富なフルカラー8ビット画像を生成することで、他製品との差別化を図っています。

4チャンネル 24ビットRAWセンサ入力
AltaViewトーンマッピング出力
LUCID AltaView with CMOS Sensor

AltaViewは、HDRセンサに特化したオンカメラトーンマッピングエンジンです。

AltaViewは以前のフレームを積極的に分析します。

テンポラル

バックワードフローフィルタリング

AltaViewのトーンマッピングアルゴリズムには、HDR画像ストリームを8ビットストリームにトーンマッピングする際に発生する可能性がある輝度のちらつきや点滅を除去するために、テンポラルバックワードフローフィルタが含まれています。これフィルタが含まれていないと、ランダムな画像フレームが突然の輝度の急上昇・急下降に見舞われる危険性があります。

テンポラルバックワードフローフィルタリング機能は、ユーザによって調整可能で、AltaViewのアルゴリズムが前のフレームのローリングセットを分析することを可能にします。 この解析により、輝度のちらつきをなくすことだけではなく、シーン内の輝度変化のスムーズな遷移を実現します。例えば、トンネルの出入り口や、夜間の明るい街灯の下を通過する際など、このアルゴリズムがスムーズかつ継ぎ目のない正しい調整を維持します。

AltaViewは、テンポラルバックワードフローフィルタリングを組み込むことで、明るさや輝度の急激な変化による最適でない画像フレームを排除し、トーンマップイメージストリーム全体の視覚的品質と一貫性を向上させています。

テンポラルフローフィルタリングなし
AltaViewテンポラルバックワードフローフィルタ

ホワイトバランスとカラー補正

色彩の正確さと画像の鮮明さのため

Sony IMX490 CMOS + LUCID AltaView Tone Mapping 175% Zoom Conventional Sensor with Durand Tone Mapping 175% Zoom Triton Conventional Tone-Mapping Durand-full Triton HDR Tone Mapping AltaView-full

AltaViewのマルチステージホワイトバランスとカラー補正は、最終出力の8ビット画像ストリームにおいて、正確で一貫した色再現性を実現します。LUCIDの手法は、トーンマッピングの前後で正確な色表現を確保するために、2段階のホワイトバランスを行います。その後、色補正を行って色の正確性をさらに高めて、ダイナミックレンジ圧縮や色空間圧縮後に発生しうる色ずれをなくします。このプロセスは、色調調整の副作用として画像の鮮度を低下させることが多い既存のトーンマッピングアルゴリズムとは一線を画しています。

AtlaView カメラでのトーンマッピング

車載用途に設計

AltaView トーンマッピングエンジンを搭載したカメラは、自律走行車、移動ロボット、鉄道・地下鉄の検査など、高品質な画像と多彩な機能を必要とする様々な産業用途に最適です。アプリケーションの一部をご紹介します:

自立走行車

直射日光の下で走行する自立走行車にとってAltaViewを搭載したカメラは、あらゆる照度の条件下において信頼性が高く、正確な画像を提供します。

モバイルロボット

屋内外の照明が混在する環境下でも、スマート工場や倉庫のナビゲーションや障害物検知を可能にする、モバイルロボットに適した優れた画像性能を持っています。

鉄道・地下鉄

画像データ詳細と鮮明度を保持し、あらゆる照明条件下で優れた画像性能を発揮するため、鉄道や地下鉄の検査に最適な製品です。

4チャンネル24ビットRAW:ソニーIMX490 SMOS + AltaView

AltaViewは、ソニーIMX490 CMOSのような特所なHDRセンサと連携するように設計されています。IMX490 HDRセンサは裏面照射型(BSI)センサで、配線がフォトダイオードの下にあるため、より多くの光がフォトダイオードに防がれることなく届くようになっています。各サブピクセルは、フォトダイオードに光を集めるために異なるサイズのマイクロレンズを持っていて、サブピクセル間のクロストークや電荷の漏れを防ぐため、ライトシールドとディープトレンチが実装されています。ソニーIMX490 CMOSセンサは、サブピクセル技術により、露光間の待ち時間が無いHDR処理を実現しています。この技術は光感度の異なる大小の画素を、それぞれ設定されたゲイン値で読み出し、1画素当たり4つの12ビットチャンネルを実現するものです。露光は同じ長さに設定され同時に行われるため、4つのチャンネルはセンサ上で24ビットのHDRリニア値として合成されます。更に、同時露光の利点として、LED フリッカーの緩和があります。これにより、AltaViewエンジンに、高い量子効率、120,000e-の結合サブピクセル飽和容量から120dBのダイナミックレンジ、24ビットRAW画像データを提供します。

Triton camera, imx490 sensor, pixels

写真:センサを拡大すると、大きさの異なる2つの画素が見える

使い勝手の良さ

調整可能な固定露出

AltaViewを搭載したカメラでは、露光設定は1つだけです。あらゆる条件下でカメラの露光時間を一定にすることで、開発期間やインテグレーションがよりシンプルになります。自動露出、オートゲイン、ホワイトバランス、CCM、LUTなどの個別設定や、ホストPCでのトーンマッピングアルゴリズム構築の手間が省け、手間をかけずに運用することができます。

一度の固定露出設定だけで完了します。

以下を心配する必要はありません:
自動露出     自動ホワイトバランス     自動ゲイン     CCM、LUT

24時間365日の産業用信頼性

LUCIDのTriton IP67カメラは、AltaViewに最適な筐体を提供します。すべてのTritonユニットは、厳しい環境下での24時間365日のストリーミングに優れた品質と安定性を提供するために設計され、厳格にテストされています。

IP67 Camera

IP67対応

埃・汚れ・水から保護します。水深1mで30分まで耐えることができます。

産業用途EMC対策

電圧変動、静電気放電、サージ、強磁場、電流放出に対策されています。

M12とM8コネクタ

頑丈なコネクタはネジ式円形で、強力なクランプ力とIP67 保護等級を備えて接続します。

アルミダイキャスト筐体

堅牢で軽量な金属を用いているので、効率的な熱拡散が可能です。

100mケーブル

シールド付きで100mのケーブル長を確保でき、電源も絶縁されています。

耐衝撃・耐振動

衝撃、振動(ランダムおよび正弦波)にたいして、認定されています。

AltaViewでのカメラモデル

型番画素数解像度フレームレートセンサ名センササイズ画素サイズ電子シャッター方式レンズマウントモノクロ/カラーインターフェース
TDR054S5.4 MP2880 x 1860 px13.8 FPSSony IMX490 CMOS1/1.55"3.0 µmローリングシャッタCカラー (AltaView カメラでのトーンマッピング)M12 GigE Vision
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