Quel est le concept de base de la fusion de pixels et comment cela fonctionne-t-il ? Quels sont les avantages ?

La clarté et la sensibilité de l’image ont toujours été un objectif commun pour les utilisateurs et les développeurs. Ces dernières années, la technique du « pixel binning » est devenue un sujet brûlant, ce qui améliore la sensibilité des appareils photo de petite taille de pixel d’une manière unique, de sorte que des images de haute qualité peuvent 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 industrielle 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 jouent les pixels dans la vision embarquée et les caméras ?

Avant d’explorer la technologie de pixel binning, nous devons d’abord comprendre le rôle que jouent les pixels dans la vision embarquée et les caméras. Les pixels, également appelés 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, afin d’obtenir la qualité d’image souhaitée dans ces conditions, nous avons généralement tendance à choisir des capteurs avec des tailles de pixels plus grandes. Cependant, les pixels plus petits ont également leurs avantages en ce sens qu’ils sont capables de capturer des objets et des détails plus petits. Par exemple, SNS-USB2160-v1.0-a de SinoseenAppareil photo USB compact de petite taille de 2 MP - a une taille de pixel de 1,4 micron, qui est considéré comme plus petit, tandis que le D694P1-A2-E-aCaméra USB HDR 2mp - a une taille de pixel de 3 microns, qui est considéré comme plus grand.

C’est à ce moment-là que le problème se pose. Si vous voulez un appareil photo haute résolution, sa taille de pixel plus petite limite la sensibilité de l’appareil photo. 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 à la fois les 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 regroupement d’images sont capables de simuler des tailles de pixels plus grandes 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 le sens du binning ?Le pixel binning est une technique de traitement d’image innovante qui augmente efficacement la taille des pixels du capteur en combinant les signaux électriques des pixels voisins, offrant ainsi une sensibilité accrue pour les caméras de petite taille de pixel.
À la base, la technologie de regroupement de pixels permet aux appareils photo 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 un design miniaturisé.

Comment fonctionne le Pixel Binning

La technologie de regroupement de pixels est mise en œuvre au niveau du processeur de signal d’image grâce à la méthode de dématriçage, 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 grand pixel. Cela signifie que dans le cas d’une fusion de 4 à 1 ou de 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 embarquée, ce compromis de résolution est acceptable, car une certaine quantité de résolution peut souvent être sacrifiée pour une meilleure qualité d’image lors de la capture d’images dans des environnements à faible luminosité. Trouvele nombre de pixels dont une photo a besoin.

La clé de la fusion de pixels est l’efficacité avec laquelle elle utilise les conceptions de capteurs existantes. En combinant les données des pixels voisins, l’appareil photo est capable d’améliorer ses performances sensibles à la lumière sans augmenter la taille physique du capteur. Cette technique est particulièrement précieuse pour les applications qui nécessitent une sensibilité élevée dans un espace compact, comme les appareils mobiles ou les caméras industrielles miniaturisées.

De plus, la fusion de pixels offre de la flexibilité en permettant aux développeurs de choisir différents types de fusion (par exemple, 2×2, 3×3, 4×4, etc.) afin de 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 du pixel binning dans les applications de vision embarquée

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

• Sensibilité plus élevée :En fusionnant les pixels, la sensibilité de la caméra est considérablement améliorée, ce qui est particulièrement utile dans les applications de vision nocturne et les environnements à faible luminosité. Les pixels plus grands capturent plus de lumière, ce qui permet d’obtenir des images de haute qualité, même dans des conditions de faible luminosité.
• Flexibilité et personnalisation :Différents types de fusion de pixels (par exemple, 2×2, 3×3, 4×4, etc.) offrent une grande flexibilité, permettant aux développeurs de choisir la combinaison de résolution et de taille de pixel la plus appropriée pour les besoins d’une application particulière. Il s’agit d’un énorme avantage pour les développeurs qui doivent personnaliser leurs solutions de caméra pour s’adapter à des environnements d’application spécifiques.
• Conceptions miniaturisées :À mesure que les systèmes embarqués deviennent de plus en plus petits, les caméras dotées de capacités de fusion de pixels peuvent aider à limiter la taille de la caméra tout en atteignant la sensibilité souhaitée. Cela donne aux développeurs de produits plus d’espace 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 de pixels puisse ne pas suffire à justifier le compromis de résolution en cas de lumière vive, dans les applications où une sensibilité accrue est requise, telles que la surveillance de sécurité, l’astrophotographie ou l’imagerie biomédicale, la fusion de pixels offre une amélioration significative des performances.
• RENTABILITÉ :La fusion de pixels permet d’obtenir des performances plus élevées en utilisant la technologie de capteur existante sans avoir à investir dans des capteurs plus coûteux et plus grands. Cela en fait une solution rentable, en particulier pour les projets aux budgets limités.

En résumé, bien que la consolidation des pixels ne convienne peut-être pas à toutes les applications de caméra, elle offre des avantages significatifs en termes de performances dans les applications qui doivent fonctionner dans des conditions de faible luminosité. La fusion de pixels est un choix idéal pour les applications d’appareil photo qui cherchent à augmenter la sensibilité tout en conservant un design miniaturisé.

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 embarquée. Au fur et à mesure que la technologie progresse, nous pouvons nous attendre à voir plus d’applications 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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