Quel est le concept de base de la fusion de pixels et comment fonctionne-t-elle? quels sont les avantages?

La clarté et la sensibilité des images ont toujours été un objectif commun pour les utilisateurs et les développeurs. Ces dernières années, la technique de " pixel binning " est devenue un sujet brûlant, qui améliore la sensibilité des appareils photo avec de petites tailles de pixels de manière unique afin que des images de haute qualité puissent être capturées dans des conditions de faible luminosité. Bien que le terme fusion de pixels soit plus couramment utilisé dans les appareils photo des smartphones, il commence également à trouver des applications dans la vision artificielle et la vision intégrée.

Dans cet article, nous allons examiner en profondeur le fonctionnement du pixel binning et comment il peut simuler des tailles de pixels plus grandes en fusionnant des pixels, augmentant ainsi la sensibilité de l'appareil photo sans augmenter la taille du capteur.

Quel rôle les pixels jouent-ils dans la vision intégrée et les caméras?

Avant d'explorer la technologie de la collecte de pixels, nous devons d'abord comprendre le rôle que jouent les pixels dans la vision intégrée et les caméras. Les pixels, également connus sous le nom de photorécepteurs, sont des points physiques sur le capteur d'un appareil photo qui sont responsables de la capture de la lumière pour former une image. La taille d'un pixel est généralement mesurée en microns (un millionième de micron), et les pixels inférieurs à un micron sont considérés comme très petits.

Les pixels plus grands peuvent collecter plus de lumière que les plus petits, ce qui est particulièrement important dans les environnements où la lumière est rare. Par conséquent, pour obtenir la qualité d'image souhaitée dans ces conditions, nous avons généralement tendance à choisir des capteurs avec des pixels plus grands. Cependant, les pixels plus petits ont aussi leurs avantages en ce qu'ils sont capables de capturer des objets et des détails plus petits. Par exemple, le SNS-USB2160-v1.0-a de Sinoseen2MP compact petit appareil photo USB de taille-a une taille de pixel de 1,4 microns, qui est considéré comme plus petit, tandis que le D694P1-A2-E-aUne caméra USB HDR de 2 MP a une taille de pixel de 3 microns, qui est considéré comme plus grand.

C'est à ce moment que le problème se pose. Si vous voulez une caméra haute résolution, sa taille de pixels plus petite limite la sensibilité de la caméra. Et si vous choisissez un appareil photo avec une taille de pixel plus grande, la taille du capteur augmente en conséquence. Si votre application nécessite les deux avantages d'une caméra de petite taille de pixel, comme la capture d'objets minuscules tout en obtenant une bonne sensibilité, les méthodes traditionnelles ne suffisent pas.

C'est là que le pixel binning entre en jeu. Les caméras de stockage d'images sont capables de simuler des pixels de plus grande taille sans opter pour un capteur plus grand. Dans les sections suivantes, nous examinerons ce concept plus en détail.

Définition de la fusion d'images

Qu'est-ce que cela signifie?Le pixel binning est une technique innovante de traitement d'image qui augmente efficacement la taille des pixels du capteur en combinant les signaux électriques des pixels voisins, fournissant ainsi une sensibilité accrue pour les caméras de petite taille de pixel.
À la base, la technologie de pixel binning permet aux caméras d'émuler des tailles de pixels plus grandes en combinant plusieurs pixels sans sacrifier la résolution. Cette technique est une solution idéale pour les applications de caméra qui cherchent à augmenter la sensibilité tout en conservant une conception miniaturisée.

Comment fonctionne le pixel binning

La technologie de pixel binning est mise en œuvre au niveau du processeur de signal d'image par la méthode de démosaïque, qui combine les informations de quatre pixels voisins en un seul pixel. Le processus consiste à combiner une grille de 2 × 2, 2 × 1, 3 × 3 ou 4 × 4 pixels en un superpixel plus grand.

Au cours du processus de fusion des pixels, les informations de chaque pixel sont intégrées dans un seul pixel de grande taille. Cela signifie que dans le cas d'une fusion de 4 à 1 ou 2 × 2 pixels, par exemple, la résolution effective de l'image sera réduite à 1/4 de la résolution du capteur; cependant, pour la plupart des applications de vision intégrée, ce compromis de résolution est acceptable, car une certaine quantité de résolution peut souventcombien de pixels une photo a besoinJe suis désolé.

La clé de la fusion des pixels est l'efficacité avec laquelle elle utilise les conceptions de capteurs existantes. En combinant les données des pixels voisins, la caméra est capable d'améliorer ses performances sensibles à la lumière sans augmenter la taille physique du capteur. Cette technique est particulièrement utile pour les applications nécessitant une sensibilité élevée dans un espace compact, comme dans les appareils mobiles ou les appareils photo industriels miniaturisés.

En outre, la fusion de pixels offre une flexibilité en permettant aux développeurs de choisir différents types de fusion (par exemple, 2×2, 3×3, 4×4, etc.) pour trouver la combinaison la plus appropriée de résolution et de taille de pixel pour les exigences spécifiques de l'application. Cette flexibilité rend la fusion de pixels idéale pour la mise en œuvre de solutions de caméra personnalisées.

Avantages de l'utilisation de la fixation des pixels dans les applications de vision intégrée

La technologie de pixel binning offre plusieurs avantages importants qui en font un outil puissant pour améliorer les performances des modules de caméra de petite taille de pixel.

• Sensibilité accrue:En fusionnant les pixels, la sensibilité de la caméra est grandement améliorée, ce qui est particulièrement utile dans les applications de vision nocturne et les environnements à faible luminosité. Les pixels plus grands captent plus de lumière, ce qui permet d'obtenir des images de haute qualité même dans des conditions de faible luminosité.
• la flexibilité et la personnalisation:Différents types de fusion de pixels (par exemple, 2×2, 3×3, 4×4, etc.) offrent une flexibilité, permettant aux développeurs de choisir la combinaison la plus appropriée de résolution et de taille de pixel pour les besoins d'une application particulière. C'est un énorme avantage pour les développeurs qui doivent personnaliser leurs solutions de caméra pour s'adapter à des environnements d'application spécifiques.
• Les modèles miniaturisés:Comme les systèmes embarqués deviennent de plus en plus petits, les appareils photo dotés de capacités de fusion de pixels peuvent aider à limiter la taille de l'appareil photo tout en atteignant la sensibilité souhaitée. Cela donne aux développeurs de produits plus de place pour accueillir d'autres composants matériels dans l'appareil, ce qui se traduit par une conception plus compacte.
• Convient à des applications spécifiques:Bien que la fusion des pixels ne soit peut-être pas suffisante pour justifier le compromis de résolution dans la lumière vive, dans les applications où une sensibilité accrue est requise, telles que la surveillance de la sécurité, l'astrophotographie ou l'imagerie biomédicale, la fusion des pixels offre une amélioration significative
• efficacité en termes de coûts:La fusion des pixels permet d'obtenir des performances plus élevées en utilisant la technologie de capteur existante sans avoir besoin d'investir dans des capteurs plus chers et plus grands. Cela en fait une solution rentable, en particulier pour les projets à budget limité.

En résumé, bien que la consolidation des pixels ne soit pas adaptée à toutes les applications de caméra, elle offre des avantages de performance significatifs dans les applications qui doivent fonctionner dans des conditions de faible luminosité. La fusion de pixels est un choix idéal pour les applications de caméra qui cherchent à augmenter la sensibilité tout en conservant une conception miniaturisée.

Conclusion

En conclusion, le pixel binning n'est pas seulement un moyen efficace de résoudre les problèmes de performance en basse lumière, mais aussi un facteur important dans l'avancement de la technologie de vision intégrée. À mesure que la technologie continue d'avancer, nous pouvons nous attendre à voir des applications plus innovantes basées sur le pixel binning à l'avenir pour améliorer encore la qualité de l'image et l'expérience utilisateur.

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