Mikä on pixelin sulautumisen peruskonsepti ja miten se toimii?

Kuva selkeys ja herkkyys ovat aina olleet käyttäjien ja kehittäjien yhteinen tavoite. Viime vuosina pixel binning -tekniikasta on tullut kuuma aihe, joka parantaa pixelikokoisten kameroiden herkkyyttä ainutlaatuisella tavalla, jotta korkealaatuisia kuvia voidaan ottaa heikossa valossa. Vaikka termi pikseleiden sulautumista käytetään yleisemmin älypuhelinkameroissa, sitä on myös alkanut käyttää konenäkyvyssä ja upotetussa näkyvyydessä.

Tässä artikkelissa tarkastellaan perusteellisesti, miten pikseleiden yhdistelmä toimii ja miten se voi simuloida suurempia pikseleitä yhdistämällä pikseleitä ja siten lisätä kameran herkkyyttä lisäämättä anturin kokoa.

Mitä roolia pikselille on sisäänrakennetussa näkemisessä ja kameroissa?

Ennen kuin tutustumme pikseleiden pakkaustekniikkaan, meidän on ensin ymmärrettävä, mitä roolia pikselit pelaavat upotetussa näkemisessä ja kameroissa. Pikselit, joita kutsutaan myös fotoreseptoreiksi, ovat kameran anturiin kuuluvia fyysisiä pisteitä, jotka vastaavat valon vangitsemisesta kuvan muodostamiseksi. Pikselien koko mitataan yleensä mikroneina (miljooninsisäinen mikrone), ja pikselit, jotka ovat pienempiä kuin yksi mikrone, pidetään hyvin pieninä.

Suuremmat pikselit voivat kerätä enemmän valoa kuin pienemmät, mikä on erityisen tärkeää ympäristöissä, joissa valo on vähäistä. Jotta näissä olosuhteissa saadaan haluama kuvanlaatu, on yleensä tapana valita suurempien pikseleiden antureita. Pienemmillä pikseleillä on kuitenkin myös etuja, koska ne pystyvät ottamaan kiinni pienempiä esineitä ja yksityiskohtia. Esimerkiksi Sinoseenin SNS-USB2160-v1.0-a2 MP kompakti pieni USB-kamera, jonka pixelikoko on 1,4 mikronia, jota pidetään pienempänä, kun taas D694P1-A2-E-a2 MP HDR USB-kamera - on pixelikoko 3 mikronia, joka on suurempi.

Silloin ongelma syntyy. Jos haluat korkealuokkaisen kameran, piikseleiden pienempi koko rajoittaa kameran herkkyyttä. Jos valitset kameran, jonka pikselit ovat suurempia, anturin koko kasvaa vastaavasti. Jos sovelluksellesi tarvitaan sekä piikseleiden pienen kameran etuja että pienten esineiden kuvaamista samalla kun se saa hyvän herkkyyden, perinteiset menetelmät eivät riitä.

Tässä pixel-pakkaus tulee asiaan. Kuvansiirto-kamerat pystyvät simuloimaan suurempia pikseleitä käyttämättä suurempia antureita. Seuraavissa osissa tarkastellaan tätä käsitettä yksityiskohtaisemmin.

Kuvaen sulautumisen määritelmä

Mitä Binning tarkoittaa?Pixel binning on innovatiivinen kuvankäsittelymenetelmä, joka lisää tehokkaasti anturipixelin kokoa yhdistämällä naapurissa olevien pikselien sähkösignaalit ja lisää siten pienten pikselikokoisten kameroiden herkkyyttä.
Pixel binning -teknologia mahdollistaa kameroiden jäljittelemisen suuremmista pikselikokoisista yhdistämällä useita pikselit ilman, että se uhraa resoluutiota. Tämä tekniikka on ihanteellinen ratkaisu kamera-sovelluksiin, jotka pyrkivät lisäämään herkkyyttä säilyttäen samalla miniatyyrisen suunnittelun.

Miten pixel-liitäntä toimii

Pixel-binning-teknologia toteutetaan kuvasignaaliprosessori-tasolla demosaikkimen menetelmän avulla, joka yhdistää tiedot neljästä naapurimaasta yhdeksi pikseliksi. Prosessi sisältää 2×2, 2×1, 3×3 tai 4×4 pikselien ruudun yhdistämistä suurempaan superpixel -kuvaan.

Pikselien sulautumisen aikana kunkin pikselin tiedot yhdistetään yhteen suureseen pikseleeseen. Tämä tarkoittaa, että esimerkiksi 4×1 tai 2×2 pikselien sulautumisen tapauksessa kuvan tehokas resoluutio vähenee 1/4 sensorin resoluutiosta; useimmille sisäänperäiseen näkemiseen liittyville sovelluksille tämä resoluutio on kuitenkin hyväksyttävä, koska tietyn määrän resoluutiota voidaan usein uhrailla paremman kuvanlakuinka monta pikselia kuva tarvitsee- Mitä?

Pixelin sulautumisen avain on sen tehokas hyödyntäminen olemassa olevista anturijärjestelmistä. Yhdistämällä tiedot naapurissa olevista pikseliltä kamera pystyy parantamaan valoherkkyyttä ilman anturin fyysisen koon lisäämistä. Tämä tekniikka on erityisen arvokas sovelluksissa, joissa tarvitaan suurta herkkyyttä tiukassa tilassa, kuten mobiililaitteissa tai miniatyyrisissä teollisuuskameroissa.

Lisäksi pikseleiden sulautuminen tarjoaa joustavuutta, koska se antaa kehittäjille mahdollisuuden valita erilaisia sulautumistipoja (esim. 2×2, 3×3, 4×4 jne.) löytääksensä sopivimman resoluution ja pikseleiden koon yhdistelmän tiettyihin sovellusten vaatimuksiin. Tämä joustavuus tekee pikseleiden sulautumisesta ihanteellisen räätälöidyn kameran ratkaisujen toteuttamiseksi.

Pixel-binningin käyttöä upotettujen näön sovelluksissa hyödynnetyt hyödyt

Pixel-binning-teknologia tarjoaa useita merkittäviä etuja, jotka tekevät siitä tehokkaan työkalun piikkiksen kokoisten kameran moduulien suorituskyvyn parantamiseksi.

• Ylempi herkkyys:Pixelten yhdistäminen parantaa kameran herkkyyttä huomattavasti, mikä on erityisen hyödyllistä yönäköön ja heikosta valosta ympäristössä. Suuremmat pikselit saavat enemmän valoa, minkä ansiosta kuvia on laadukkaita myös heikossa valossa.
• joustavuus ja mukauttaminen:Eri pixelityypit (esim. 2×2, 3×3, 4×4 jne.) tarjoavat joustavuutta, jolloin kehittäjät voivat valita sopivan resoluution ja pixelikokoisen yhdistelmän tietyn sovelluksen tarpeisiin. Tämä on valtava etu kehittäjille, jotka tarvitsevat kamera ratkaisunsa mukauttamaan tiettyihin sovellusalueisiin.
• Pienimuotoiset mallit:Kun sulautetut järjestelmät pienenevät koko ajan, kamerat, joilla on pikselin sulautumiskyky, voivat auttaa rajoittamaan kameran kokoa saavuttaen halutun herkkyyden. Tämä antaa tuotekehittäjille enemmän tilaa muihin laitteiden komponentteihin laitteeseen, mikä johtaa kompakteempaan muotoiluun.
• Soveltuu erityisiin sovelluksiin:Vaikka pikselin sulautuminen ei välttämättä riitä perustamaan resoluution vaihtoa kirkkaassa valossa, pikselin sulautuminen parantaa merkittävästi suorituskykyä sovelluksissa, joissa tarvitaan suurempi herkkyys, kuten turvallisuusvalvonnassa, astrofotografiassa tai biolääketieteellisessä kuvantamisessa.
• kustannustehokkuus:Pikselien sulautuminen mahdollistaa korkeamman suorituskyvyn saavuttamisen käyttämällä olemassa olevaa anturitekniikkaa ilman, että tarvitaan kalliimpiin ja suurempiin antureihin investointia. Tämä tekee siitä kustannustehokkaan ratkaisun erityisesti rajoitetun budjetin hankkeille.

Yhteenvetona voidaan todeta, että vaikka pikselin konsolidointi ei ehkä sovellu kaikille kameran sovelluksille, se tarjoaa merkittäviä suorituskykyä hyödyntäviä etuja sovelluksissa, jotka tarvitsevat toimimista heikossa valossa. Pikselien sulautuminen on ihanteellinen valinta kameran sovelluksille, jotka pyrkivät lisäämään herkkyyttä säilyttäen samalla miniatyyrisen suunnittelun.

päätelmä

Lopuksi voidaan todeta, että pikseleiden yhdistelmä ei ole vain tehokas keino ratkaista heikossa valossa esiintyviä suorituskykyongelmia vaan myös tärkeä tekijä upotetun näkemisen teknologian kehityksessä. Tekniikan kehittymisen myötä voimme odottaa, että pixel-binningissä käytettäviä innovatiivisia sovelluksia tulee tulevaisuudessa lisää kuvanlaadun ja käyttäjäkokemuksen parantamiseksi.

Sinoseni, kutensisustettujen kameran moduulien valmistaja, jolla on yli 14 vuoden kokemus alalla, ja jonka tuotteet sisältävät ominaisuuksia, kuten korkean resoluution, värin suodattimattomia matriiseja ja pieniä pikseleitä. Täydellinen digitaalisen mikroskooppisen, automaattisen rekisterikilven tunnistus- ja laadunvalvonta-ohjelmien käyttöön.

Jos tarvitset mukautetun USB 3.0 -kameramuodulin, GMSL-kameran tai MIPI-kameramuodulin tuotteeseesi integroitavaksi, ota yhteyttäKäy tuotteemme sivulla- Mitä?