改善相機影像品質

簡介

本支援文章說明如何使用 SwingCatalyst 內建的視訊濾波器來改善相機的視訊影像品質。改善效果可能因相機類型與型號而有所不同。

對於某些相機類型（例如機器視覺相機），我們會擷取原始感測器數據，這意味著不會對視訊影像進行任何後製處理。此類相機類型可以獲得更顯著的改善效果。而對於網路攝影機或 DirectShow 裝置等其他相機，影像處理已在相機內部完成，因此可改善的空間相對較小。

此外，本文章也說明鏡頭光圈如何影響景深與影像清晰度。

專用顯示卡（GPU）。視訊濾波器基於著色器運算並利用 GPU 執行。這可能會對系統造成負擔（每台相機的使用率可能增加約 10%）。

以下截圖來自我們測試實驗室中的 Point Grey Chameleon 149 FPS USB 3.0 相機，以及來自辦公室的其他截圖。

未啟用濾波器：

啟用銳化、Gamma 與降噪濾波器：

影像從幾乎無法使用提升至可正常使用。

未啟用濾波器

啟用銳化、Gamma 與降噪濾波器：

在了解可達成的效果之後，讓我們進一步認識 SwingCatalyst 的視訊濾波功能。

視訊濾波器可在進階相機設定中找到，並針對每台相機個別套用。

您可以點擊每台欲調整相機的「進階」按鈕，然後點擊「濾波器」標籤頁來存取這些濾波器。

機器視覺相機通常不會套用任何形式的 Gamma 校正，透過 SwingCatalyst 調整相機的 Gamma 值，可以獲得相當顯著的改善效果。提高 Gamma 值只會使影像中較暗的部分變亮。影像的黑色階調會因此改變，而過高的 Gamma 值可能導致影像過曝（呈現灰白色外觀）。

未調整 Gamma（相機預設值）：

Gamma 調整（1.6）：

未調整 Gamma：

Gamma 1.6：

銳化濾波器可增強影像中物體的邊緣，尤其是對焦清晰的部分。銳化會使雜訊更加明顯，因此在使用銳化濾波器時，我們通常會盡量避免使用最大 Gain。不同相機感測器在最大 Gain 下所產生的雜訊量差異相當大。

以下兩張來自測試實驗室的截圖均已啟用 Gamma 濾波器，否則難以看出差異。

預設狀態，未啟用銳化。

啟用銳化：

請注意平衡板與球桿變得更加清晰，但擊球螢幕的雜訊也隨之增加。

替代對照（未啟用銳化）：

啟用銳化：

請注意電源供應器上的文字變得更容易閱讀，但相對地，影像的雜訊也明顯增加。

若視訊影像中存在大量雜訊（無論是因高 Gain 或其他因素所致），降噪濾波器都能發揮良好效果。將銳化濾波器與降噪濾波器搭配使用，可以獲得出色的結果。

僅啟用 Gamma 與銳化：

啟用 Gamma、銳化與降噪：

請注意草皮與螢幕周圍的雜訊已大幅減少。

替代對照（未啟用濾波器）：

啟用降噪（請注意電源供應器機殼的白色雜訊已減少）

啟用銳化與降噪：

鏡頭修正濾波器在目前狀態下相當難以使用，加上大多數客戶使用的是變焦鏡頭（可調焦距的鏡頭），我們無法建立統一適用的單一設定檔。使用此濾波器時，請務必以房間內的直線作為參考依據。

鏡頭變形通常在鏡頭邊緣最為嚴重，且在完全廣角的情況下變形會更加明顯，如以下示例所示。

未啟用鏡頭修正（請注意門框呈現彎曲）：

已啟用鏡頭修正（門框較為筆直，變形已獲補償）：

由於影像的角點部分仍可能出現變形，要獲得完全校正的影像相當困難。重要的是，須確保影像中央的物體（通常為使用者）不會產生變形。