Apakah konsep asas penggabungan piksel dan bagaimana ia berfungsi? Apakah kelebihannya?

Kejelasan dan sensitiviti imej sentiasa menjadi matlamat bersama bagi pengguna dan pembangun. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, teknik "pixel bining" telah menjadi topik hangat, yang meningkatkan sensitiviti kamera dengan saiz piksel kecil dengan cara yang unik supaya imej berkualiti tinggi boleh ditangkap dalam keadaan cahaya malap. Walaupun istilah penggabungan piksel lebih biasa digunakan dalam kamera telefon pintar, ia juga mula mencari aplikasi dalam penglihatan mesin dan penglihatan terbenam.

Dalam artikel ini kita akan melihat secara mendalam cara binning piksel berfungsi dan cara ia boleh mensimulasikan saiz piksel yang lebih besar dengan menggabungkan piksel, sekali gus meningkatkan sensitiviti kamera tanpa meningkatkan saiz sensor.

Apakah peranan yang dimainkan oleh piksel dalam penglihatan terbenam dan kamera?

Sebelum meneroka teknologi binning piksel, kita mesti terlebih dahulu memahami peranan yang dimainkan oleh piksel dalam penglihatan dan kamera terbenam. Piksel, juga dikenali sebagai fotoreseptor, ialah titik fizikal pada penderia kamera yang bertanggungjawab untuk menangkap cahaya untuk membentuk imej. Saiz piksel biasanya diukur dalam mikron (sepersejuta mikron), dan piksel yang lebih kecil daripada satu mikron dianggap sangat kecil.

Piksel yang lebih besar boleh mengumpul lebih banyak cahaya daripada yang lebih kecil, yang amat penting dalam persekitaran di mana cahaya terhad. Oleh itu, untuk mendapatkan kualiti imej yang dikehendaki dalam keadaan ini, kita biasanya cenderung memilih penderia dengan saiz piksel yang lebih besar. Walau bagaimanapun, piksel yang lebih kecil juga mempunyai kelebihannya kerana ia dapat menangkap objek dan butiran yang lebih kecil. Sebagai contoh, SNS-USB2160-v1.0-a SinoseenKamera USB bersaiz kecil padat 2mp-mempunyai saiz piksel 1.4 mikron, yang dianggap lebih kecil, manakala D694P1-A2-E-aKamera USB HDR 2mp-mempunyai saiz piksel 3 mikron, yang dianggap lebih besar.

Ini adalah apabila masalah timbul. Jika anda mahukan kamera resolusi tinggi, saiz pikselnya yang lebih kecil, mengehadkan sensitiviti kamera. Dan jika anda memilih kamera dengan saiz piksel yang lebih besar, saiz sensor meningkat dengan sewajarnya. Jika aplikasi anda memerlukan kedua-dua faedah kamera bersaiz piksel kecil, seperti menangkap objek kecil sambil masih mendapat sensitiviti yang baik, kaedah tradisional tidak mencukupi.

Di sinilah binning piksel memainkan peranan. Kamera binning imej dapat mensimulasikan saiz piksel yang lebih besar tanpa memilih penderia yang lebih besar. Dalam bahagian seterusnya kita akan melihat konsep ini dengan lebih terperinci.

Definisi Penggabungan Imej

Apakah maksud binning?Binning piksel ialah teknik pemprosesan imej inovatif yang meningkatkan saiz piksel penderia dengan berkesan dengan menggabungkan isyarat elektrik piksel jiran, sekali gus memberikan sensitiviti yang dipertingkatkan untuk kamera bersaiz piksel kecil.
Pada terasnya, teknologi binning piksel membolehkan kamera meniru saiz piksel yang lebih besar dengan menggabungkan berbilang piksel tanpa mengorbankan resolusi. Teknik ini merupakan penyelesaian yang ideal untuk aplikasi kamera yang berusaha meningkatkan sensitiviti sambil mengekalkan reka bentuk kecil.

Bagaimana Pixel Binning Berfungsi

Teknologi binning piksel dilaksanakan pada peringkat pemproses isyarat imej melalui kaedah demosaicing, yang menggabungkan maklumat daripada empat piksel jiran ke dalam satu piksel. Proses ini melibatkan menggabungkan grid 2×2, 2×1, 3×3 atau 4×4 piksel menjadi "superpiksel" yang lebih besar.

Semasa proses penggabungan piksel, maklumat setiap piksel disepadukan ke dalam satu piksel besar. Ini bermakna dalam kes gabungan piksel 4-ke-1 atau 2×2, sebagai contoh, resolusi berkesan imej akan dikurangkan kepada 1/4 daripada resolusi sensor; Walau bagaimanapun, untuk kebanyakan aplikasi penglihatan terbenam, pertukaran resolusi ini boleh diterima, kerana jumlah resolusi tertentu selalunya boleh dikorbankan untuk kualiti imej yang lebih baik apabila menangkap imej dalam persekitaran cahaya malap. Ketahuiberapa banyak piksel yang diperlukan oleh foto.

Kunci kepada penggabungan piksel ialah sejauh mana ia menggunakan reka bentuk penderia sedia ada dengan berkesan. Dengan menggabungkan data daripada piksel jiran, kamera dapat meningkatkan prestasi sensitif cahayanya tanpa meningkatkan saiz fizikal sensor. Teknik ini amat berharga untuk aplikasi yang memerlukan sensitiviti tinggi dalam ruang padat, seperti dalam peranti mudah alih atau kamera industri kecil.

Selain itu, penggabungan piksel memberikan fleksibiliti dengan membenarkan pembangun memilih jenis gabungan yang berbeza (cth, 2×2, 3×3, 4×4, dsb.) untuk mencari gabungan resolusi dan saiz piksel yang paling sesuai untuk keperluan aplikasi tertentu. Fleksibiliti ini menjadikan penggabungan piksel sesuai untuk melaksanakan penyelesaian kamera tersuai.

Faedah menggunakan binning piksel dalam aplikasi penglihatan terbenam

Teknologi binning piksel menawarkan beberapa kelebihan ketara yang menjadikannya alat yang berkuasa untuk meningkatkan prestasi modul kamera bersaiz piksel kecil.

• Sensitiviti Lebih Tinggi:Dengan menggabungkan piksel, sensitiviti kamera bertambah baik, yang amat berguna dalam aplikasi penglihatan malam dan persekitaran cahaya malap. Piksel yang lebih besar menangkap lebih banyak cahaya, menghasilkan imej berkualiti tinggi walaupun dalam keadaan cahaya malap.
• Fleksibiliti dan penyesuaian:Jenis gabungan piksel yang berbeza (cth., 2×2, 3×3, 4×4, dsb.) memberikan fleksibiliti, membolehkan pembangun memilih gabungan resolusi dan saiz piksel yang paling sesuai untuk keperluan aplikasi tertentu. Ini adalah kelebihan besar bagi pembangun yang perlu menyesuaikan penyelesaian kamera mereka agar sesuai dengan persekitaran aplikasi tertentu.
• Reka Bentuk Kecil:Apabila sistem terbenam menjadi lebih kecil dan lebih kecil, kamera dengan keupayaan penggabungan piksel boleh membantu mengehadkan saiz kamera sambil mencapai sensitiviti yang diingini. Ini memberi pembangun produk lebih banyak ruang untuk menampung komponen perkakasan lain dalam peranti, menghasilkan reka bentuk yang lebih padat.
• Sesuai untuk aplikasi tertentu:Walaupun penggabungan piksel mungkin tidak mencukupi untuk mewajarkan pertukaran resolusi dalam cahaya terang, dalam aplikasi di mana peningkatan sensitiviti diperlukan, seperti pengawasan keselamatan, astrofotografi atau pengimejan bioperubatan, penggabungan piksel memberikan rangsangan prestasi yang ketara.
• KECEKAPAN KOS:Penggabungan piksel membolehkan prestasi yang lebih tinggi dicapai menggunakan teknologi penderia sedia ada tanpa perlu melabur dalam penderia yang lebih mahal dan lebih besar. Ini menjadikannya penyelesaian yang menjimatkan kos, terutamanya untuk projek dengan belanjawan terhad.

Ringkasnya, walaupun penyatuan piksel mungkin tidak sesuai untuk semua aplikasi kamera, ia menawarkan faedah prestasi yang ketara dalam aplikasi yang perlu beroperasi dalam keadaan cahaya malap. Penggabungan piksel ialah pilihan ideal untuk aplikasi kamera yang berusaha meningkatkan sensitiviti sambil mengekalkan reka bentuk kecil.

Kesimpulan

Kesimpulannya, binning piksel bukan sahaja cara yang berkesan untuk menyelesaikan masalah prestasi cahaya malap, tetapi juga faktor penting dalam kemajuan teknologi penglihatan terbenam. Memandangkan teknologi terus maju, kita boleh menjangkakan untuk melihat lebih banyak aplikasi inovatif berdasarkan binning piksel pada masa hadapan untuk meningkatkan lagi kualiti imej dan pengalaman pengguna.

Sinoseen, sebagaiPengeluar modul kamera terbenam, mempunyai lebih daripada 14 tahun pengalaman dalam bidang ini, dengan produk yang merangkumi ciri seperti resolusi tinggi, tatasusunan tanpa penapis warna dan saiz piksel kecil. Sesuai untuk aplikasi seperti mikroskop digital, pengecaman plat lesen automatik dan pemeriksaan kualiti.

Jika anda mempunyai keperluan untuk Modul Kamera USB 3.0 tersuai, Kamera GMSL atau Modul Kamera MIPI untuk disepadukan ke dalam produk anda, sila hubungi kami atauLawati halaman produk kami.