Kva er grunnkonseptet for pixelfusion og korleis fungerer det? Kva er fordelene?

Bildeklarhet og følsomhet har alltid vært et felles mål for både brukere og utviklere. I de senere årene har teknikken “pixel binning” blitt et hett tema, som forbedrer følsomheten til kameraer med små pikselstørrelser på en unik måte slik at bilder av høy kvalitet kan fanges i lavlysforhold. Mens begrepet pikselfusjon er mer vanlig brukt i smarttelefonkameraer, begynner det også å finne anvendelser innen maskinsyn og innebygd syn.

I denne artikkelen vil vi ta en grundig titt på hvordan pixel binning fungerer og hvordan det kan simulere større pikselstørrelser ved å fusjonere piksler, og dermed øke følsomheten til kameraet uten å øke størrelsen på sensoren.

Hvilken rolle spiller piksler i innebygd syn og kameraer?

Før vi utforsker pixel binning-teknologi, må vi først forstå rollen som piksler spiller i innebygd visjon og kameraer. Piksler, også kjent som fotoreceptorer, er fysiske punkter på en kamerasensor som er ansvarlige for å fange lys for å danne et bilde. Størrelsen på en piksel måles vanligvis i mikroner (en milliondel av en mikron), og piksler som er mindre enn en mikron, anses for å være veldig små.

Større piksler kan samle mer lys enn mindre, noe som er spesielt viktig i miljøer der lys er knapt. Derfor, for å oppnå ønsket bildekvalitet under disse forholdene, har vi vanligvis en tendens til å velge sensorer med større pikselstørrelser. Imidlertid har mindre piksler også sine fordeler ved at de er i stand til å fange mindre objekter og detaljer. For eksempel har Sinoseens SNS-USB2160-v1.0-a2mp kompakt liten størrelse USB-kamera-en pikselstørrelse på 1,4 mikroner, som anses for å være mindre, mens D694P1-A2-E-a2mp HDR USB-kamera-har en pikselstørrelse på 3 mikroner, som anses å være større.

Dette er når problemet oppstår. Hvis du ønsker et kamera med høy oppløsning, begrenser den mindre pikselstørrelsen kamerats følsomhet. Og hvis du velger et kamera med større pikselstørrelse, øker sensorstørrelsen tilsvarende. Hvis applikasjonen din krever både fordelene med et kamera med liten pikselstørrelse, som å fange små objekter samtidig som du fortsatt får god følsomhet, er tradisjonelle metoder ikke tilstrekkelige.

Dette er hvor pikselbining kommer inn i bildet. Bildebiningkameraer er i stand til å simulere større pikselstørrelser uten å velge en større sensor. I de neste seksjonene vil vi se nærmere på dette konseptet.

Definisjon av bilde-sammenslåing

hva betyr binning？Pikselbining er en innovativ bildebehandlingsteknikk som effektivt øker størrelsen på sensorpikslene ved å kombinere de elektriske signalene fra nabopikslene, og gir dermed forbedret følsomhet for kameraer med liten pikselstørrelse.
I kjernen tillater pixel binning-teknologi kameraer å etterligne større pikselstørrelser ved å kombinere flere piksler uten å ofre oppløsning. Denne teknikken er en ideell løsning for kamerabruk som søker å øke følsomheten samtidig som de opprettholder et miniaturisert design.

Hvordan Pixel Binning Fungerer

Pixel binning-teknologi implementeres på nivået til bildesignalprosessoren gjennom metoden for demosaicing, som kombinerer informasjonen fra fire nabopiksler til en enkelt piksel. Prosessen involverer å kombinere et rutenett av 2×2, 2×1, 3×3 eller 4×4 piksler til en større “superpiksel”.

Under prosessen med piksel-sammenslåing blir informasjonen fra hver piksel integrert i en enkelt stor piksel. Dette betyr at i tilfelle av en 4-til-1 eller 2×2 piksel-sammenslåing, for eksempel, vil den effektive oppløsningen av bildet reduseres til 1/4 av sensorens oppløsning; imidlertid, for de fleste innebygde visjonsapplikasjoner, er denne oppløsningskompromissen akseptabel, da en viss mengde oppløsning ofte kan ofres for bedre bildekvalitet når man tar bilder i lavlysforhold.Finn uthvor mange piksler et foto trengerDu kan ikkje.

Nøkkelen til piksel-sammenslåing er hvor effektivt det utnytter eksisterende sensor-design. Ved å kombinere data fra nabopiksler, er kameraet i stand til å forbedre sin lysfølsomme ytelse uten å øke den fysiske størrelsen på sensoren. Denne teknikken er spesielt verdifull for applikasjoner som krever høy følsomhet i et kompakt rom, som i mobile enheter eller miniaturiserte industrielle kameraer.

I tillegg gir piksel-sammenslåing fleksibilitet ved å la utviklere velge forskjellige sammenslåingstyper (f.eks. 2×2, 3×3, 4×4, osv.) for å finne den mest passende kombinasjonen av oppløsning og pikselstørrelse for spesifikke applikasjonskrav. Denne fleksibiliteten gjør piksel-sammenslåing ideell for implementering av tilpassede kamerak løsninger.

Fordeler med å bruke piksel-binning i innebygde visjonsapplikasjoner

Piksel-binning-teknologi tilbyr flere betydelige fordeler som gjør det til et kraftig verktøy for å forbedre ytelsen til kameramoduler med små pikselstørrelser.

• Høyere følsomhet:Ved å slå sammen piksler, forbedres kameraets følsomhet betydelig, noe som er spesielt nyttig i nattsynsapplikasjoner og lavlysforhold. Større piksler fanger mer lys, noe som resulterer i bilder av høy kvalitet selv under dårlige lysforhold.
• fleksibilitet og tilpassing:Ulike piksel sammenslåingstyper (f.eks. 2×2, 3×3, 4×4, osv.) gir fleksibilitet, som lar utviklere velge den mest passende kombinasjonen av oppløsning og pikselstørrelse for behovene til en bestemt applikasjon. Dette er en stor fordel for utviklere som trenger å tilpasse kamer løsningene sine for å passe spesifikke applikasjonsmiljøer.
• Miniatyriserte design:Etter hvert som innebygde systemer blir mindre og mindre, kan kameraer med piksel sammenslåingsmuligheter bidra til å begrense størrelsen på kameraet samtidig som ønsket følsomhet oppnås. Dette gir produktutviklere mer plass til å imøtekomme andre maskinvarekomponenter i enheten, noe som resulterer i et mer kompakt design.
• Egnet for spesifikke applikasjoner:Selv om piksel sammenslåing kanskje ikke er nok til å rettferdiggjøre oppløsningskompromisset i sterkt lys, gir piksel sammenslåing en betydelig ytelsesforbedring i applikasjoner der økt følsomhet er nødvendig, som sikkerhetsovervåking, astrofotografi eller biomedisinsk bildebehandling.
• Kostnadseffektivitet:Pixelfusjon gjør det mulig å oppnå høyere ytelse ved å bruke eksisterende sensorteknologi uten behov for å investere i dyrere, større sensorer. Dette gjør det til en kostnadseffektiv løsning, spesielt for prosjekter med begrensede budsjetter.

Oppsummert, mens pikselkonsolidering kanskje ikke er egnet for alle kamerabruksområder, tilbyr det betydelige ytelsesfordeler i applikasjoner som må operere under lavlysforhold. Pikselfusjon er et ideelt valg for kamerabruksområder som ønsker å øke følsomheten samtidig som de opprettholder et miniaturisert design.

konklusjon

Avslutningsvis er pikselbinning ikke bare et effektivt middel for å løse lavlysytelsesproblemer, men også en viktig faktor i fremdriften av innebygd visjonsteknologi. Etter hvert som teknologien fortsetter å utvikle seg, kan vi forvente å se flere innovative applikasjoner basert på pikselbinning i fremtiden for å ytterligere forbedre bildekvalitet og brukeropplevelse.

Sinoseen, somen produsent av innebygde kameramoduler, har mer enn 14 års erfaring innen feltet, med produkter som inkluderer funksjoner som høy oppløsning, fargefilterfrie matriser, og små pikselstørrelser. Ideell for applikasjoner som digital mikroskopi, automatisk registrering av bilskilt, og kvalitetsinspeksjon.

Hvis du har behov for en tilpasset USB 3.0 Kamera Modul, GMSL Kamera eller MIPI Kamera Modul for å integrere i produktet ditt, ikke nøl med å kontakte oss ellerbesøk vår produktsideDu kan ikkje.