當鏡頭設計遇上數字孿生
攝像頭系統：精密而又復雜
成像系統是一個多尺度、多重物理量模型，具有多個相互依賴的組件：
- 鏡頭組從場景中捕捉光子；
- I/O芯片將成像系統與某個外部組件相連；
工作流程和結果
如以下簡化示例所述，現在已經可以使用CODE V、LightTools和RSoft光子器件工具來仿真圖像。在該示例中，成像系統包含一個由四個鏡片構成的鏡頭組和一個具有微透鏡陣列的1.12微米RGB像素CMOS傳感器。
▲配備四個鏡片和CMOS傳感器的成像系統示例
▲右側的輸出圖像是輸入圖像與由CODE V計算鏡頭組光學參數得到的卷積結果
然后，開發者可以在模擬圖像上評估圖像質量。通過進一步優化鏡頭組，便可以為目標應用提供所需的圖像質量。
2. 使用LightTools和RSoft光子器件工具仿真雜散光
大多數成像系統都必須經過進一步優化，以避免出現雜散光而影響預期的成像品質。鬼影和眩光是成像系統中的典型雜散光。開發者們可以使用RSoft光子器件工具和LightTools來預測成像系統簡化示例中的鬼影和眩光。由于傳感器的衍射和反射特性，開發者需要預測系統中的雜散光。CMOS圖像傳感器通常是微米大小像素的集合，這些像素會產生強衍射譜，因此必須使用RSoft光子器件工具來獲得該表面的光學特性。
更具體地說，DiffractMOD RCWA是縝密計算橫向周期性器件衍射特性的有效工具。它可以輸出各個衍射級的反射/透射功率、全反射/透射、各個衍射級的振幅/相位/角度，以及仿真域中的場分布。所有結果都存儲在BSDF文件中，并可以導出到LightTools來做進一步的仿真。
第三步是從CODE V導入鏡頭組幾何形狀，添加傳感器屬性，從RSoft導入BSDF文件，添加光源（下圖中為太陽光源），并使用LightTools的光線路徑工具來運行蒙特卡洛仿真，以分析雜散光所有可能的路徑。仿真結果將類似于右側所示的圖像。
▲左側是LightTools攝像頭模型；右側是傳感器上看到的雜散光圖
3. 使用COM API將仿真成像結果與雜散光圖相結合 最后一步是使用COM API將來自CODE V的仿真成像結果與使用LightTools和RSoft計算得出的雜散光相結合。在這個卷積中可以調整亮度系數和能量比。
▲結合來自CODE V的仿真圖像與來自LightTools的雜散光圖而得到的卷積圖像；右側是仿真成像結果
通過利用仿真圖像上的圖像質量指標來評估圖像，能夠進一步優化系統，從而達到適合目標應用的規格。通過CODE V、LightTools和RSoft光子器件工具對仿真圖像進行虛擬測試是一個強大的工作流程，不僅可以避免成像系統超規格，而且還可以通過仿真預測組裝和測試階段來節省時間。
??
原文標題：當鏡頭設計遇上數字孿生
文章出處：【微信公眾號：新思科技】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。
聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容侵權或者其他違規問題，請聯系本站處理。
舉報投訴
-
新思科技
+關注
關注
5文章
797瀏覽量
50336
原文標題：當鏡頭設計遇上數字孿生
文章出處：【微信號：Synopsys_CN，微信公眾號：新思科技】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
數字孿生對工業4.0的影響
在工業4.0的浪潮中，數字孿生技術正逐漸成為制造業轉型的關鍵驅動力。數字孿生，即創建一個物理實體的精確數字副本，這個概念在工業領域中的應用，
數字孿生與物聯網的結合
聯網則是通過傳感器、設備和網絡連接，實現物理世界與數字世界的無縫連接。當這兩個技術結合時，它們可以為制造業、醫療、城市基礎設施和其他行業帶來革命性的變化。 數字孿生與物聯網的結合 1.
數字孿生在制造業的應用
在當今快速發展的工業4.0時代，數字孿生技術正逐漸成為制造業的核心競爭力之一。數字孿生，即通過創建一個物理實體的精確虛擬副本，模擬其在現實世界中的行為和性能，從而實現對實體的監控、預測
如何實現數字孿生？看這篇就夠了
數字孿生（Digital Twin）是一種集成了物理世界和數字世界的先進概念，通過高精度的模擬來反映現實世界的實體或系統。它利用物聯網（IoT）、大數據、人工智能（AI）、云計算等先進技術，實現
數字孿生：概述、應用場景與意義
數字孿生是一種先進的技術概念，它通過數字化建模和仿真技術，在虛擬世界中實時反映和模擬物理實體、過程或系統的運行狀態。數字孿生技術將現實世界與
基于數字孿生的智慧城市
智慧城市 是指利用信息和通信技術（ICT）來改善城市運行和管理的城市發展模式。數字孿生是一種數字化城市的概念，通過數字孿生技術，城市可以在虛
數字孿生開發平臺的重要性
數字孿生 開發平臺在當今數字化轉型的背景下變得越來越重要。它是一種通過虛擬仿真技術模擬實際物理系統、產品或過程的數字化復制，有助于優化設計、監控運營以及預測性維護等方面。以下是
數字孿生場景構建的未來發展
數字孿生 （Digital Twin）是指通過將實體世界中的物理對象、過程或系統與其在數字世界中的虛擬模型相連接，從而實現實時監測、分析和優化的技術。數字
數字孿生技術應用白皮書（2021）
前言 隨著經濟社會數字化轉型的持續推進，數字孿生逐漸成為產業各界關注的熱點技術。數字孿生起源航天軍工領域，近年來持續向智能制造、智慧城市等垂
什么是數字孿生
近年來，數字孿生這個詞不斷出現在公眾視野中，尤其是隨著物聯網技術的發展，數字孿生不斷出現在各行各業。乍一看，這個概念還是比較生僻的。什么是數字
數字孿生場景構建的技術和優勢
隨著科技的進步，數字孿生面向智慧交通、園區、城市、建筑、應急等領域的客戶，提供行業解決方案。數字孿生是以數字的方式為現實物體創建高度仿真的虛
數字孿生：當數字科技遇上現實世界
數字孿生是指通過數字化技術，將物理世界的實體與虛擬數字模型相聯系，從而實現實時復制和仿真的技術。它的出現，為我們打開了一扇通往未來的大門。數字
數字孿生關鍵技術及體系架構
摘要：? 數字孿生以各領域日益龐大的數據為基本要素，借助發展迅速的建模仿真、人工智能、虛擬現實等先進技術，構建物理實體在虛擬空間中的數字孿生體，實現對物理實體的
灌區數字孿生方案（數字孿生應用案例）
隨著數字化、智能化技術在各領域的廣泛應用,數字孿生已成為當今優化管理、提升效率的重要手段之一。而對于農業灌區這一復雜系統來說,應用數字孿生技
淺談基于數字孿生的配電室關鍵技術研究
出現問題時才能發現故障。數字孿生為這些難題的解決提供了新途徑。“數字李生”是利用人工智能、傳感和模擬工具等數字化技術，在真實世界和物理實體之間通過平行交互、精確映射和虛實迭代的一種新的
發表于 01-09 15:49
工商網監
評論