라즈베리파이 카메라 모듈 v3 검토: Pi의 주류 카메라 모듈의 최신 버전에는 자동 초점, HDR 및 광각 기능이 있습니다.
Raspberry Pi는 6개의 새로운 카메라 모듈을 출시했습니다. 주요 특징은 이제 표준 카메라 모듈에 자동 초점이 제공되고 1200만 화소로 업그레이드되었으며 새로운 120도 광각도 출시된다는 것입니다.
Raspberry Pi는 업데이트된 카메라인 Camera Module 3(일명 Camera v3 또는 Camera Module v3)을 출시했으며 MSRP는 표준 버전이 $25, 광각 버전이 $35입니다. 새로운 모듈은 더 작은 센서 온 보드 폼 팩터를 유지하면서 고품질 카메라의 12MP에 필적하는 더 많은 픽셀을 제공합니다. 이 작은 카메라의 새로운 점은 자동 초점입니다. 작년에 Arducam의 고해상도 카메라 가 해당 기능을 제공했지만 자동 초점 기능이 있는 최초의 공식 Raspberry Pi 카메라입니다.
우선 Raspberry Pi Camera Module 3 참고자료입니다.
Resources
- Product Brief
- Raspberry Pi Camera Information Page
- Libcamera information page
- Installing a Raspberry Pi Camera
라즈베리파이 카메라는 2013년에 라즈베리파이 의 첫 번째 공식 액세서리였습니다. 원래 5MP 모델은 2016년에 v2로 업데이트되어 게임에 8MP가 도입되었습니다. 그런 다음 카메라는 2020년에 12MP Raspberry Pi 고품질 카메라로 좀 더 "심각"해졌습니다. 이 버전은 교체 가능한 렌즈와 예리한 사진가를 위한 선택의 폭을 제공했지만 가격이 비싸고 렌즈가 제공되지 않습니다.
2023년으로 빨리 넘어가면 새로운 메인스트림 Pi 카메라인 Raspberry Pi Camera v3가 출시됩니다. Raspberry Pi Camera v3는 원래 카메라의 센서 온 보드 폼 팩터를 업데이트하여 12MP Sony IMX708 센서와 자동 초점을 포장합니다. 또한 표준, 광각, NOIR 및 NOIR 광각의 네 가지 타입이 있습니다.
Raspberry Pi 카메라 v3 사양
| 감지기 | 소니 IMX708 |
| 광학 크기 | 7.4mm 센서 대각선 |
| 센서 해상도 | 1190만 화소 |
| 스틸 해상도 | 4608 x 2592픽셀 |
| 비디오 모드 | 1080p50, 720p100, 480p120 |
| 자동 초점 시스템 | 위상 검출 자동 초점 |
| 초점 범위 | 무한대에 10CM |
| 초점 거리 | 4.74mm |
| 치수 | 25 x 23.9 x 11.5mm(75도) |
| 25 x 23.9 x 12.4mm(120도 "광각") |
Raspberry Pi Camera v3의 설계
언뜻 보기에 Camera v3와 v2 사이에는 큰 차이가 없지만 은색 패키지 아래에는 Sony IMX708 센서용 자동 초점 시스템이 있습니다. 이 추가 패키지에서 작은 문제가 발생했습니다. 렌즈 끝에서 PCB 뒷면까지의 카메라 둘레 v3는 이전 모델보다 두껍습니다.
Raspberry Pi 카메라 v3 사용
카메라를 제어하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. libcamera 라이브러리(raspistill 및 raspivid를 대체함) 및 Picamera2(Picamera를 생성한 장기 실행 커뮤니티에 대한 사내 업데이트). Raspberry Pi 4의 전원이 꺼진 상태에서 카메라 케이블을 삽입하고 제자리에 고정했습니다. 카메라는 이전 모델과 동일한 커넥터를 사용하므로 어댑터 케이블을 통해 Raspberry Pi Zero 2 W를 포함한 모든 범위의 Raspberry Pi 보드와 함께 사용할 수 있습니다.
첫 번째 테스트는 libcamera를 통해 이루어졌습니다. 일련의 JPEG 이미지를 캡처했습니다. 카메라는 테스트 대상에서 9인치 떨어진 곳에 배치되었고 조명은 각 샷 사이에 일관되었습니다. 테스트에서 발견한 것은 스틸 이미지가 우수하다는 것입니다. 가까이 있든(4인치/10cm) 멀리 있든 품질이 일관되고 고품질 카메라와 동등했습니다. 스틸 이미지의 자동 초점 시간은 빨랐습니다. 우리는 카메라가 초점 대상을 찾는 것을 볼 수 있었지만 결코 "저더링"이 아니었습니다.
비디오 녹화는 다른 문제였습니다. 초점은 목표물을 확보하려고 시도했고, 이는 신속하게 이루어졌지만 초점이 따라잡기 위해 작동하는 "단계"를 볼 수 있었습니다. 즉, 원래 Raspberry Pi의 표면 실장 구성 요소를 선택하여 비디오에서 클로즈업 포커스가 탁월했습니다.
Camera Module 3에 포함된 새로운 기능은 이미지의 동적 광도 범위를 증가시키는 HDR(High Dynamic Range)입니다. HDR을 사용하면 더 깊은 어둠과 더 밝은 이미지를 얻을 수 있습니다. 이 기능은 노출이 다른 동일한 장면의 여러 이미지를 캡처하여 작동합니다. 그런 다음 이러한 이미지는 전체 범위를 포함하는 단일 이미지로 결합됩니다.
카메라 모듈 3의 HDR 이미지는 libcamera가 2304 x 1296의 해상도로 이미지를 생성하는 데 사용하는 3MP로 제한됩니다. 우리는 동일한 장면의 두 장의 사진을 찍었습니다. Raspberry Pi를 클로즈업한 것입니다. 하나의 이미지는 HDR을 사용했습니다. 다른 하나는 없습니다. HDR 이미지는 틀림없이 더 밝고 생생했지만 약간의 노이즈가 있었습니다. Non-HDR 이미지는 밝기가 부족했지만 노이즈도 거의 또는 전혀 없었습니다. HDR은 Raspberry Pi 트레일 캠에 추가되고 풍경 장면을 녹화하는 데 흥미로운 추가 기능이 될 것입니다.
테스트를 Picamera2로 옮기면서 최근 방법의 단계를 다시 만들었지만 자동 초점이 "자동"이 아니라는 것을 알았습니다. 미리 보기 창을 열고 기록하기 전에 추가 클래스 가져오기와 코드 줄을 포함해야 합니다. 이 추가 행은 picam2.set_controls({"AfMode": controls.AfModeEnum.Continuous}) 이며 libcamera Controls 클래스에서 가져옵니다.
이 라인으로 우리는 카메라가 초점을 사냥하도록 지시합니다. 프로세스와 품질은 libcamera와 동일합니다. 스틸은 좋은 품질이었고 카메라 초점 사냥은 허용되었습니다. 비디오 녹화는 포커스가 대상을 검색할 때 약간 끊겼지만 다시 허용할 수 있었습니다.
Picamera2에도 HDR이 있지만 모듈에 직접 포함되어 있지는 않습니다. 문제는 카메라와 Linux 비디오 시스템 사이의 커널 인터페이스인 V4L2에 있습니다. 지금은 이 카메라로 HDR을 지원하지 않습니다. Picamera2용 HDR을 활성화하려면 터미널을 열고 이를 사용하도록 카메라를 수동으로 설정해야 합니다.
라즈베리파이 카메라 v3의 광각 버전
카메라 모듈 3의 광각 버전은 120도 화각을 제공합니다. 다시 말해서 우리는 더 넓은 영역을 포함하는 더 넓은 샷을 얻습니다. 추가 시야는 수직면에서 약간의 왜곡을 가져옵니다. 스타워즈의 오프닝 크롤링을 생각해 보십시오. 그러나 여분의 수평 공간은 놀랍고 우리 작업대의 상태를 (좋든 나쁘든) 보여줍니다.
렌즈를 제외한 모든 것은 표준 75도 버전과 동일합니다. 왜곡을 보여주기 위해 와이드 렌즈로 클로즈업 이미지를 촬영했습니다. 또한 색상을 표시하는 빠른 장면과 HDR 이미지에 대한 장면 비교를 만들었습니다.
트레일 캠, 조류 관찰, 풍경 및 스포츠와 같은 야외 프로젝트에 이 렌즈를 사용합니다.
Raspberry Pi Camera v3는 어떤 프로젝트에 적합합니까?
이전 카메라 모듈의 고정된 초점(예, 렌즈 링에서 약간의 메스 작업으로 모듈을 해킹할 수 있음)은 기계 학습 및 AI 프로젝트가 어려울 수 있음을 의미했습니다. 얼굴/물체를 "보기" 위해서는 카메라에서 설정된 거리에 있어야 합니다.
카메라 모듈 3을 통해 우리는 ML/AI 프로젝트의 비전을 확장하고 멀리서 개체를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 군중 속에서 얼굴을 고르고 고속도로의 빨간 차에 초점을 맞추거나 나무에서 날아가는 블루어치를 발견한다고 상상해 보세요. 좀 더 국내 수준에서 애호가들은 트레일 카메라, 경보 시스템 및 로봇 비전 프로젝트에 자동 초점을 사용하여 움직이는 물체에 동적인 반응을 제공할 것입니다.
광각 렌즈는 야외 프로젝트에 적합하며 ML/AI에서 여전히 사용할 수 있지만 왜곡은 의도한 용도에 도움이 되지 않을 수 있습니다. 미션 크리티컬 프로젝트에 배포하기 전에 연구 및 테스트는 필수입니다.
결론
25달러에서 35달러에 여기에서 좋아할 것이 많습니다. Pi 프로젝트에 카메라가 필요한 경우 비슷한 가격의 Camera v2보다 Camera v3를 사용하면 이점이 있습니다. 최신 Raspberry Pi OS를 실행하는 경우 진정한 플러그 앤 플레이이며 결과는 훌륭합니다. 물론 Arducam 버전에서 볼 수 있는 표준 카메라 장착 나사가 부족하지만 단순함을 얻습니다.
이미지 품질이 훌륭하고 비디오가 훌륭하며 HDR은 레퍼토리에 추가된 것을 환영합니다. 우리는 이 카메라로 다음 블록버스터를 촬영하지는 않을 것이지만 멋진 이미지를 찍는 것은 매우 재미있을 것입니다.
참고
Raspberry Pi Camera Module v3 Review: A New Angle on Photography
소개 영상 Raspberry Pi 카메라 모듈 V3 - 2023년 1월의 새로운 기능
소개 영상에서 캡쳐한 이미지를 올려둔다.
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