Wat is het basisconcept van pixelmerging en hoe werkt het?

Beeldhelderheid en gevoeligheid zijn altijd een gemeenschappelijk doel geweest voor zowel gebruikers als ontwikkelaars. In de afgelopen jaren is de techniek van “pixel binning” een hot topic geworden, die de gevoeligheid van camera's met kleine pixelgroottes op een unieke manier verbetert, zodat hoogwaardige beelden kunnen worden vastgelegd in omstandigheden met weinig licht. Hoewel de term pixel merging vaker wordt gebruikt in smartphonecamera's, begint het ook toepassingen te vinden in machine vision en embedded vision.

In dit artikel zullen we dieper ingaan op hoe pixel binning werkt en hoe het grotere pixelgroottes kan simuleren door pixels te combineren, waardoor de gevoeligheid van de camera toeneemt zonder de grootte van de sensor te vergroten.

Welke rol spelen pixels in embedded vision en camera's?

Voordat we de technologie van pixel-binning verkennen, moeten we eerst de rol begrijpen die pixels spelen in embedded vision en camera's. Pixels, ook wel fotoreceptoren genoemd, zijn fysieke punten op de sensor van een camera die verantwoordelijk zijn voor het vastleggen van licht om een afbeelding te vormen. De grootte van een pixel wordt meestal gemeten in microns (één miljoenste van een micron), en pixels kleiner dan één micron worden als zeer klein beschouwd.

Grotere pixels kunnen meer licht verzamelen dan kleinere, wat vooral belangrijk is in omgevingen waar licht schaars is. Daarom, om de gewenste beeldkwaliteit in deze omstandigheden te verkrijgen, kiezen we meestal voor sensoren met grotere pixelgroottes. Echter, kleinere pixels hebben ook hun voordelen omdat ze in staat zijn om kleinere objecten en details vast te leggen. Bijvoorbeeld, Sinoseen's SNS-USB2160-v1.0-a2mp compacte kleine USB-camera-heeft een pixelgrootte van 1,4 microns, wat als kleiner wordt beschouwd, terwijl de D694P1-A2-E-a2mp HDR USB-camera-heeft een pixelgrootte van 3 microns, wat als groter wordt beschouwd.

Dit is wanneer het probleem zich voordoet. Als je een camera met hoge resolutie wilt, beperkt de kleinere pixelgrootte de gevoeligheid van de camera. En als je kiest voor een camera met een grotere pixelgrootte, neemt de sensor grootte dienovereenkomstig toe. Als je toepassing zowel de voordelen van een camera met kleine pixelgrootte vereist, zoals het vastleggen van kleine objecten terwijl je toch een goede gevoeligheid krijgt, zijn traditionele methoden niet genoeg.

Dit is waar pixel binning in het spel komt. Beeld binning camera's zijn in staat om grotere pixelgroottes te simuleren zonder te kiezen voor een grotere sensor. In de volgende secties zullen we dit concept in meer detail bekijken.

Definitie van Beeldsamenvoeging

wat is de betekenis van binning？Pixel binning is een innovatieve beeldverwerkingstechniek die effectief de grootte van sensorpixels vergroot door de elektrische signalen van naburige pixels te combineren, waardoor een verbeterde gevoeligheid voor camera's met kleine pixelgrootte wordt geboden.
In wezen stelt pixel-binningtechnologie camera's in staat om grotere pixels te emuleren door meerdere pixels te combineren zonder in te boeten op resolutie. Deze techniek is een ideale oplossing voor camera-applicaties die de gevoeligheid willen verhogen terwijl ze een miniaturiseerd ontwerp behouden.

Hoe Pixel Binning Werkt

Pixel-binningtechnologie wordt geïmplementeerd op het niveau van de beeldsignaalprocessor via de methode van demosaicing, die de informatie van vier aangrenzende pixels combineert tot een enkele pixel. Het proces omvat het combineren van een raster van 2×2, 2×1, 3×3 of 4×4 pixels tot een grotere “superpixel”.

Tijdens het pixel samensmeltingsproces wordt de informatie van elke pixel geïntegreerd in een enkele grote pixel. Dit betekent dat in het geval van een 4-op-1 of 2×2 pixel samensmelting, bijvoorbeeld, de effectieve resolutie van het beeld zal worden verminderd tot 1/4 van de resolutie van de sensor; echter, voor de meeste embedded vision-toepassingen is deze resolutietrad-off acceptabel, aangezien een bepaalde hoeveelheid resolutie vaak kan worden opgeofferd voor een betere beeldkwaliteit bij het vastleggen van beelden in omgevingen met weinig licht.Vind uithoeveel pixels een foto nodig heeft- Ik ben niet.

De sleutel tot pixel samensmelting is hoe effectief het gebruik maakt van bestaande sensordesigns. Door gegevens van naburige pixels te combineren, kan de camera zijn lichtgevoelige prestaties verbeteren zonder de fysieke grootte van de sensor te vergroten. Deze techniek is bijzonder waardevol voor toepassingen die hoge gevoeligheid vereisen in een compacte ruimte, zoals in mobiele apparaten of miniaturized industriële camera's.

Daarnaast biedt pixel-samenvoeging flexibiliteit door ontwikkelaars in staat te stellen verschillende samenvoegtypes te kiezen (bijv. 2×2, 3×3, 4×4, enz.) om de meest geschikte combinatie van resolutie en pixelgrootte voor specifieke toepassingsvereisten te vinden. Deze flexibiliteit maakt pixel-samenvoeging ideaal voor het implementeren van aangepaste camer oplossingen.

Voordelen van het gebruik van pixel-binning in embedded vision-toepassingen

Pixel-binning technologie biedt verschillende significante voordelen die het een krachtig hulpmiddel maken voor het verbeteren van de prestaties van camera modules met kleine pixelgrootte.

• Hogere Gevoeligheid:Door pixels samen te voegen, wordt de gevoeligheid van de camera aanzienlijk verbeterd, wat vooral nuttig is in nachtzichttoepassingen en omgevingen met weinig licht. Grotere pixels vangen meer licht, wat resulteert in hoogwaardige beelden, zelfs in omstandigheden met weinig licht.
• flexibiliteit en aanpassing:Verschillende pixel samensmeltings types (bijv. 2×2, 3×3, 4×4, enz.) bieden flexibiliteit, waardoor ontwikkelaars de meest geschikte combinatie van resolutie en pixelgrootte voor de behoeften van een specifieke toepassing kunnen kiezen. Dit is een enorm voordeel voor ontwikkelaars die hun camer oplossingen moeten aanpassen aan specifieke toepassingsomgevingen.
• Miniaturized Designs:Naarmate embedded systemen steeds kleiner worden, kunnen camera's met pixel samensmeltings mogelijkheden helpen de grootte van de camera te beperken terwijl de gewenste gevoeligheid wordt bereikt. Dit geeft productontwikkelaars meer ruimte om andere hardwarecomponenten in het apparaat onder te brengen, wat resulteert in een compacter ontwerp.
• Geschikt voor specifieke toepassingen:Hoewel pixel samensmelting misschien niet genoeg is om de resolutiecompensatie in fel licht te rechtvaardigen, biedt pixel samensmelting in toepassingen waar verhoogde gevoeligheid vereist is, zoals beveiligingsbewaking, astrofotografie of biomedische beeldvorming, een aanzienlijke prestatieverbetering.
• kosten-efficiëntie:Pixel merging maakt het mogelijk om hogere prestaties te bereiken met bestaande sensortechnologie zonder de noodzaak om te investeren in duurdere, grotere sensoren. Dit maakt het een kosteneffectieve oplossing, vooral voor projecten met beperkte budgetten.

Samenvattend, hoewel pixelconsolidatie mogelijk niet geschikt is voor alle camera-applicaties, biedt het aanzienlijke prestatievoordelen in toepassingen die moeten functioneren onder omstandigheden met weinig licht. Pixel merging is een ideale keuze voor camera-applicaties die de gevoeligheid willen verhogen terwijl ze een miniaturized ontwerp behouden.

Conclusies

Concluderend, pixel binning is niet alleen een effectieve manier om problemen met de prestaties bij weinig licht op te lossen, maar ook een belangrijke factor in de vooruitgang van embedded vision-technologie. Naarmate de technologie blijft vorderen, kunnen we in de toekomst meer innovatieve toepassingen op basis van pixel binning verwachten om de beeldkwaliteit en gebruikerservaring verder te verbeteren.

Sinoseen, alseen fabrikant van embedded camera modules, heeft meer dan 14 jaar ervaring in het veld, met producten die functies bevatten zoals hoge resolutie, kleurfilterloze arrays en kleine pixelgroottes. Ideaal voor toepassingen zoals digitale microscopie, automatische kentekenherkenning en kwaliteitsinspectie.

Als u behoefte heeft aan een aangepaste USB 3.0 Camera Module, GMSL Camera of MIPI Camera Module om in uw product te integreren, neem dan gerust contact met ons op ofbezoek onze productpagina- Ik ben niet.