Apa konsep dasar penggabungan piksel dan cara kerjanya? Apa keuntungannya?

Kejernihan dan sensitivitas gambar selalu menjadi tujuan bersama bagi pengguna dan pengembang. Dalam beberapa tahun terakhir, teknik "pixel binning" telah menjadi topik hangat, yang meningkatkan sensitivitas kamera dengan ukuran piksel kecil dengan cara yang unik sehingga gambar berkualitas tinggi dapat ditangkap dalam kondisi cahaya redup. Sementara istilah penggabungan piksel lebih umum digunakan pada kamera smartphone, istilah ini juga mulai menemukan aplikasi dalam visi mesin dan visi tertanam.

Pada artikel ini kita akan melihat secara mendalam bagaimana pixel binning bekerja dan bagaimana hal itu dapat mensimulasikan ukuran piksel yang lebih besar dengan menggabungkan piksel, sehingga meningkatkan sensitivitas kamera tanpa meningkatkan ukuran sensor.

Peran apa yang dimainkan piksel dalam penglihatan dan kamera tertanam?

Sebelum menjelajahi teknologi pixel binning, pertama-tama kita harus memahami peran piksel dalam penglihatan dan kamera tertanam. Piksel, juga dikenal sebagai fotoreseptor, adalah titik fisik pada sensor kamera yang bertanggung jawab untuk menangkap cahaya untuk membentuk gambar. Ukuran piksel biasanya diukur dalam mikron (sepersejuta mikron), dan piksel yang lebih kecil dari satu mikron dianggap sangat kecil.

Piksel yang lebih besar dapat mengumpulkan lebih banyak cahaya daripada yang lebih kecil, yang sangat penting di lingkungan di mana cahaya langka. Oleh karena itu, untuk mendapatkan kualitas gambar yang diinginkan dalam kondisi ini, kita biasanya cenderung memilih sensor dengan ukuran piksel yang lebih besar. Namun, piksel yang lebih kecil juga memiliki keunggulan karena mampu menangkap objek dan detail yang lebih kecil. Misalnya, SNS-USB2160-v1.0-a SinoseenKamera USB ukuran kecil kompak 2mp-memiliki ukuran piksel 1,4 mikron, yang dianggap lebih kecil, sedangkan D694P1-A2-E-aKamera USB HDR 2mp-memiliki ukuran piksel 3 mikron, yang dianggap lebih besar.

Ini adalah saat masalah muncul. Jika Anda menginginkan kamera beresolusi tinggi, ukuran pikselnya yang lebih kecil, membatasi sensitivitas kamera. Dan jika Anda memilih kamera dengan ukuran piksel yang lebih besar, ukuran sensor akan meningkat. Jika aplikasi Anda memerlukan kedua manfaat kamera ukuran piksel kecil, seperti menangkap objek kecil sambil tetap mendapatkan sensitivitas yang baik, metode tradisional saja tidak cukup.

Di sinilah pixel binning berperan. Kamera binning gambar mampu mensimulasikan ukuran piksel yang lebih besar tanpa memilih sensor yang lebih besar. Pada bagian selanjutnya kita akan melihat konsep ini secara lebih rinci.

Pengertian Penggabungan Gambar

Apa yang dimaksud dengan Binning?Pixel binning adalah teknik pemrosesan gambar inovatif yang secara efektif meningkatkan ukuran piksel sensor dengan menggabungkan sinyal listrik dari piksel tetangga, sehingga memberikan sensitivitas yang ditingkatkan untuk kamera ukuran piksel kecil.
Pada intinya, teknologi pixel binning memungkinkan kamera untuk meniru ukuran piksel yang lebih besar dengan menggabungkan beberapa piksel tanpa mengorbankan resolusi. Teknik ini merupakan solusi ideal untuk aplikasi kamera yang berupaya meningkatkan sensitivitas sekaligus mempertahankan desain miniatur.

Cara Kerja Pixel Binning

Teknologi binning piksel diimplementasikan pada tingkat prosesor sinyal gambar melalui metode demosaicing, yang menggabungkan informasi dari empat piksel tetangga menjadi satu piksel. Prosesnya melibatkan penggabungan kisi 2×2, 2×1, 3×3 atau 4×4 piksel menjadi "superpiksel" yang lebih besar.

Selama proses penggabungan piksel, informasi setiap piksel diintegrasikan menjadi satu piksel besar. Ini berarti bahwa dalam kasus penggabungan piksel 4-ke-1 atau 2×2, misalnya, resolusi efektif gambar akan dikurangi menjadi 1/4 dari resolusi sensor; Namun, untuk sebagian besar aplikasi penglihatan tertanam, pengorbanan resolusi ini dapat diterima, karena sejumlah resolusi tertentu sering kali dapat dikorbankan untuk kualitas gambar yang lebih baik saat mengambil gambar di lingkungan dengan cahaya redup. Cari tahuberapa banyak piksel yang dibutuhkan foto.

Kunci penggabungan piksel adalah seberapa efektif ia memanfaatkan desain sensor yang ada. Dengan menggabungkan data dari piksel tetangga, kamera ini mampu meningkatkan performa peka cahayanya tanpa meningkatkan ukuran fisik sensor. Teknik ini sangat berharga untuk aplikasi yang membutuhkan sensitivitas tinggi di ruang yang ringkas, seperti di perangkat seluler atau kamera industri miniatur.

Selain itu, penggabungan piksel memberikan fleksibilitas dengan memungkinkan pengembang memilih jenis penggabungan yang berbeda (misalnya, 2×2, 3×3, 4×4, dll.) untuk menemukan kombinasi resolusi dan ukuran piksel yang paling sesuai untuk persyaratan aplikasi tertentu. Fleksibilitas ini membuat penggabungan piksel ideal untuk menerapkan solusi kamera yang disesuaikan.

Manfaat menggunakan pixel binning dalam aplikasi embedded vision

Teknologi binning piksel menawarkan beberapa keunggulan signifikan yang menjadikannya alat yang ampuh untuk meningkatkan kinerja modul kamera ukuran piksel kecil.

• Sensitivitas Lebih Tinggi:Dengan menggabungkan piksel, sensitivitas kamera sangat ditingkatkan, yang sangat berguna dalam aplikasi penglihatan malam dan lingkungan dengan cahaya redup. Piksel yang lebih besar menangkap lebih banyak cahaya, menghasilkan gambar berkualitas tinggi bahkan dalam kondisi cahaya redup.
• Fleksibilitas dan penyesuaian:Jenis penggabungan piksel yang berbeda (misalnya, 2×2, 3×3, 4×4, dll.) memberikan fleksibilitas, memungkinkan pengembang untuk memilih kombinasi resolusi dan ukuran piksel yang paling tepat untuk kebutuhan aplikasi tertentu. Ini adalah keuntungan besar bagi pengembang yang perlu menyesuaikan solusi kamera mereka agar sesuai dengan lingkungan aplikasi tertentu.
• Desain Miniatur:Karena sistem tertanam menjadi semakin kecil, kamera dengan kemampuan penggabungan piksel dapat membantu membatasi ukuran kamera sekaligus mencapai sensitivitas yang diinginkan. Ini memberi pengembang produk lebih banyak ruang untuk mengakomodasi komponen perangkat keras lain di perangkat, menghasilkan desain yang lebih ringkas.
• Cocok untuk aplikasi tertentu:Meskipun penggabungan piksel mungkin tidak cukup untuk membenarkan pengorbanan resolusi dalam cahaya terang, dalam aplikasi di mana peningkatan sensitivitas diperlukan, seperti pengawasan keamanan, astrofotografi, atau pencitraan biomedis, penggabungan piksel memberikan peningkatan kinerja yang signifikan.
• EFISIENSI BIAYA:Penggabungan piksel memungkinkan kinerja yang lebih tinggi dicapai menggunakan teknologi sensor yang ada tanpa perlu berinvestasi pada sensor yang lebih mahal dan lebih besar. Ini menjadikannya solusi hemat biaya, terutama untuk proyek dengan anggaran terbatas.

Singkatnya, meskipun konsolidasi piksel mungkin tidak cocok untuk semua aplikasi kamera, konsolidasi piksel menawarkan manfaat kinerja yang signifikan dalam aplikasi yang perlu beroperasi dalam kondisi cahaya redup. Penggabungan piksel adalah pilihan ideal untuk aplikasi kamera yang berupaya meningkatkan sensitivitas sambil mempertahankan desain miniatur.

Kesimpulan

Kesimpulannya, pixel binning bukan hanya cara yang efektif untuk memecahkan masalah kinerja cahaya redup, tetapi juga faktor penting dalam kemajuan teknologi penglihatan tertanam. Seiring kemajuan teknologi, kita dapat berharap untuk melihat lebih banyak aplikasi inovatif berdasarkan pixel binning di masa depan untuk lebih meningkatkan kualitas gambar dan pengalaman pengguna.

Sinoseen, sebagaiprodusen modul kamera tertanam, memiliki lebih dari 14 tahun pengalaman di lapangan, dengan produk yang mencakup fitur-fitur seperti resolusi tinggi, array tanpa filter warna, dan ukuran piksel kecil. Ideal untuk aplikasi seperti mikroskop digital, pengenalan plat nomor otomatis, dan inspeksi kualitas.

Jika Anda membutuhkan Modul Kamera USB 3.0 khusus, Kamera GMSL, atau Modul Kamera MIPI untuk diintegrasikan ke dalam produk Anda, jangan ragu untuk menghubungi kami atauKunjungi halaman produk kami.