Koji je osnovni koncept spajanja piksela i kako to funkcioniše? Koje su prednosti?

Jasnoća slike i osetljivost su uvek bili zajednički cilj za korisnike i programere. Poslednjih godina, tehnika "spajanja piksela" postala je vruća tema, koja poboljšava osetljivost kamera sa malim veličinama piksela na jedinstven način, tako da se visokokvalitetne slike mogu snimiti u uslovima slabog osvetljenja. Iako se termin spajanje piksela češće koristi u kamerama pametnih telefona, on takođe počinje da pronalazi aplikacije u mašinskom vidu i ugrađenom vidu.

U ovom članku ćemo detaljno pogledati kako funkcioniše binning piksela i kako može simulirati veće veličine piksela spajanjem piksela, čime se povećava osetljivost kamere bez povećanja veličine senzora.

Kakvu ulogu igraju pikseli u ugrađenom vidu i kamerama?

Pre nego što istražimo tehnologiju binninga piksela, prvo moramo razumeti ulogu piksela u ugrađenom vidu i kamerama. Pikseli, takođe poznati kao fotoreceptori, su fizičke tačke na senzoru kamere koje su odgovorne za hvatanje svetlosti za formiranje slike. Veličina piksela se obično meri u mikronima (milioniti deo mikrona), a pikseli manji od jednog mikrona smatraju se veoma malim.

Veći pikseli mogu prikupiti više svetlosti od manjih, što je posebno važno u okruženjima u kojima je svetlost oskudna. Stoga, da bismo dobili željeni kvalitet slike u ovim uslovima, obično smo skloni da izaberemo senzore sa većim veličinama piksela. Međutim, manji pikseli takođe imaju svoje prednosti u tome što su u stanju da snime manje objekte i detalje. Na primer, Sinoseen je SNS-USB2160-v1.0-a2mp kompaktan male veličine USB kamera - ima veličinu piksela od 1,4 mikrona, koji se smatra manjim, dok je D694P1-A2-E-A2mp HDR USB kamera ima veličinu piksela od 3 mikrona, koji se smatra većim.

Tada se javlja problem. Ako želite kameru visoke rezolucije, njena manja veličina piksela, ograničava osetljivost kamere. A ako odaberete kameru sa većom veličinom piksela, veličina senzora se povećava u skladu s tim. Ako vaša aplikacija zahteva obe prednosti kamere male veličine piksela, kao što je snimanje sitnih objekata dok još uvek dobijate dobru osetljivost, tradicionalne metode nisu dovoljne.

Ovo je mesto gde piksel binning dolazi u igru. Kamere za spajanje slika mogu simulirati veće veličine piksela bez odlučivanja za veći senzor. U sledećim odeljcima ćemo detaljnije pogledati ovaj koncept.

Definicija spajanja slika

Šta znači binning?Spajanje piksela je inovativna tehnika obrade slike koja efikasno povećava veličinu piksela senzora kombinovanjem električnih signala susednih piksela, čime se obezbeđuje povećana osetljivost za kamere male veličine piksela.
U svojoj srži, tehnologija spajanja piksela omogućava kamerama da oponašaju veće veličine piksela kombinovanjem više piksela bez žrtvovanja rezolucije. Ova tehnika je idealno rešenje za aplikacije kamere koje nastoje da povećaju osetljivost uz održavanje minijaturnog dizajna.

Kako funkcioniše Pikel Binning

Tehnologija spajanja piksela se implementira na nivou procesora signala slike metodom demozaikiranja, koja kombinuje informacije iz četiri susedna piksela u jedan piksel. Proces uključuje kombinovanje mreže od 2×2, 2×1, 3×3 ili 4×4 piksela u veći "superpiksel".

Tokom procesa spajanja piksela, informacije o svakom pikselu su integrisane u jedan veliki piksel. To znači da će u slučaju spajanja piksela 4 na 1 ili 2×2 piksela, na primer, efektivna rezolucija slike biti smanjena na 1/4 rezolucije senzora; Međutim, za većinu ugrađenih aplikacija za vid, ovaj kompromis rezolucije je prihvatljiv, jer se određena količina rezolucije često može žrtvovati za bolji kvalitet slike prilikom snimanja slika u okruženjima sa slabim osvetljenjem. PronađiKoliko piksela je potrebno fotografiji.

Ključ za spajanje piksela je koliko efikasno koristi postojeće dizajne senzora. Kombinovanjem podataka iz susednih piksela, kamera je u stanju da poboljša svoje performanse osetljive na svetlost bez povećanja fizičke veličine senzora. Ova tehnika je posebno dragocena za aplikacije koje zahtevaju visoku osetljivost u kompaktnom prostoru, kao što su mobilni uređaji ili minijaturne industrijske kamere.

Pored toga, spajanje piksela pruža fleksibilnost omogućavajući programerima da izaberu različite tipove spajanja (npr. 2×2, 3×3, 4×4, itd.) kako bi pronašli najpogodniju kombinaciju rezolucije i veličine piksela za specifične zahteve aplikacije. Ova fleksibilnost čini spajanje piksela idealnim za implementaciju prilagođenih rešenja kamera.

Prednosti korišćenja piksela binning u ugrađenim aplikacijama za vid

Tehnologija binninga piksela nudi nekoliko značajnih prednosti koje ga čine moćnim alatom za poboljšanje performansi modula kamere male veličine piksela.

• Veća osetljivost:Spajanjem piksela, osetljivost kamere je znatno poboljšana, što je posebno korisno u aplikacijama za noćno osmatranje i okruženjima sa slabim osvetljenjem. Veći pikseli hvataju više svetlosti, što rezultira visokokvalitetnim slikama čak i u uslovima slabog osvetljenja.
• Fleksibilnost i prilagođavanje:Različiti tipovi spajanja piksela (npr. 2×2, 3×3, 4×4, itd.) pružaju fleksibilnost, omogućavajući programerima da izaberu najprikladniju kombinaciju rezolucije i veličine piksela za potrebe određene aplikacije. Ovo je ogromna prednost za programere koji treba da prilagode svoja rešenja za kamere kako bi odgovarala specifičnim okruženjima aplikacija.
• Minijaturni dizajn:Kako ugrađeni sistemi postaju sve manji i manji, kamere sa mogućnostima spajanja piksela mogu pomoći u ograničavanju veličine kamere uz postizanje željene osetljivosti. Ovo daje programerima proizvoda više prostora za smeštaj drugih hardverskih komponenti u uređaju, što rezultira kompaktnijim dizajnom.
• Pogodan za specifične primene:Dok spajanje piksela možda neće biti dovoljno da opravda kompromis rezolucije u jakom svetlu, u aplikacijama gde je potrebna povećana osetljivost, kao što su bezbednosni nadzor, astrofotografija ili biomedicinsko snimanje, spajanje piksela pruža značajno povećanje performansi.
• TROŠKOVNA EFIKASNOST:Spajanje piksela omogućava postizanje većih performansi korišćenjem postojeće senzorske tehnologije bez potrebe za ulaganjem u skuplje, veće senzore. To ga čini isplativim rešenjem, posebno za projekte sa ograničenim budžetima.

Ukratko, iako konsolidacija piksela možda nije pogodna za sve aplikacije kamere, ona nudi značajne prednosti u performansama u aplikacijama koje moraju da rade u uslovima slabog osvetljenja. Spajanje piksela je idealan izbor za aplikacije kamere koje nastoje da povećaju osetljivost uz održavanje minijaturnog dizajna.

Zakljuиak

U zaključku, piksel binning nije samo efikasno sredstvo za rešavanje problema sa performansama pri slabom osvetljenju, već i važan faktor u unapređenju ugrađene tehnologije vida. Kako tehnologija nastavlja da napreduje, možemo očekivati da ćemo u budućnosti videti više inovativnih aplikacija zasnovanih na binningu piksela kako bismo dodatno poboljšali kvalitet slike i korisničko iskustvo.

Sinoseen, kaoProizvođač ugrađenih modula kamere, ima više od 14 godina iskustva na terenu, sa proizvodima koji uključuju funkcije kao što su visoka rezolucija, nizovi bez filtera u boji i male veličine piksela. Idealan za aplikacije kao što su digitalna mikroskopija, automatsko prepoznavanje registarskih tablica, i inspekcija kvaliteta.

Ako imate potrebu za prilagođenim USB 3.0 modul kamere, GMSL kameru ili MIPI modul kamere za integraciju u vaš proizvod, slobodno nas kontaktirajte iliPosetite našu stranicu proizvoda.