Vad är grundbegreppet med pixelfusion och hur fungerar det? Vilka är fördelarna?

Bildklarhet och känslighet har alltid varit ett gemensamt mål för både användare och utvecklare. Under de senaste åren har tekniken "pixel binning" blivit ett hett ämne, som på ett unikt sätt förbättrar känsligheten hos kameror med små pixlar så att högkvalitativa bilder kan fångas i svagt ljus. Medan termen pixel sammanslagning är mer vanligt förekommande i smartphoneskameror, börjar den också hitta tillämpningar inom maskinsyn och inbäddad vision.

I denna artikel kommer vi att ta en djupgående titt på hur pixel binning fungerar och hur det kan simulera större pixelstorlekar genom att slå samman pixlar, vilket ökar kamerans känslighet utan att öka storleken på sensorn.

Vilken roll spelar pixlar i inbäddad vision och kameror?

Innan vi utforskar pixel binning-teknologi måste vi först förstå vilken roll pixlar spelar i inbäddad vision och kameror. Pixlar, även kända som fotoreceptorer, är fysiska punkter på en kameras sensor som ansvarar för att fånga ljus för att bilda en bild. Storleken på en pixel mäts vanligtvis i mikrometer (en miljon del av en mikrometer), och pixlar som är mindre än en mikrometer anses vara mycket små.

Större pixlar kan samla mer ljus än mindre, vilket är särskilt viktigt i miljöer där ljus är sällsynt. Därför, för att uppnå önskad bildkvalitet under dessa förhållanden, tenderar vi vanligtvis att välja sensorer med större pixelstorlekar. Men mindre pixlar har också sina fördelar genom att de kan fånga mindre objekt och detaljer. Till exempel har Sinoseens SNS-USB2160-v1.0-a2mp kompakt liten storlek USB-kamera en pixelstorlek på 1,4 mikrometer, vilket anses vara mindre, medan D694P1-A2-E-a2mp HDR USB-kamera har en pixelstorlek på 3 mikrometer., vilket anses vara större.

Detta är när problemet uppstår. Om du vill ha en kamera med hög upplösning, begränsar dess mindre pixelstorlek kamerans känslighet. Och om du väljer en kamera med en större pixelstorlek, ökar sensorstorleken i enlighet därmed. Om din applikation kräver både fördelarna med en kamera med liten pixelstorlek, såsom att fånga små objekt samtidigt som du fortfarande får bra känslighet, är traditionella metoder inte tillräckliga.

Detta är där pixel binning kommer in i bilden. Bildbinningkameror kan simulera större pixelstorlekar utan att välja en större sensor. I de kommande avsnitten kommer vi att titta på detta koncept mer i detalj.

Definition av bildsammanfogning

vad betyder binning？Pixel binning är en innovativ bildbehandlingsteknik som effektivt ökar storleken på sensorpixlar genom att kombinera de elektriska signalerna från grannpixlar, vilket ger ökad känslighet för kameror med liten pixelstorlek.
I sin kärna tillåter pixel binning-teknologi kameror att efterlikna större pixlar genom att kombinera flera pixlar utan att offra upplösning. Denna teknik är en idealisk lösning för kameratillämpningar som strävar efter att öka känsligheten samtidigt som en miniaturiserad design bibehålls.

Hur Pixel Binning Fungerar

Pixel binning-teknologi implementeras på bildsignalprocessornivå genom metoden för demosaicing, som kombinerar informationen från fyra grannpixlar till en enda pixel. Processen involverar att kombinera ett rutnät av 2×2, 2×1, 3×3 eller 4×4 pixlar till en större "superpixel".

Under pixel sammanslagningsprocessen integreras informationen från varje pixel till en enda stor pixel. Detta innebär att i fallet med en 4-till-1 eller 2×2 pixel sammanslagning, till exempel, kommer den effektiva upplösningen av bilden att reduceras till 1/4 av sensorens upplösning; dock är denna upplösningsoffert acceptabel för de flesta inbäddade visionsapplikationer, eftersom en viss mängd upplösning ofta kan offras för bättre bildkvalitet när bilder fångas i svagt ljus.hur många pixlar ett foto behöver- Jag är inte rädd.

Nyckeln till pixel sammanslagning är hur effektivt den utnyttjar befintliga sensorutformningar. Genom att kombinera data från grannpixlar kan kameran förbättra sin ljuskänsliga prestanda utan att öka sensorens fysiska storlek. Denna teknik är särskilt värdefull för applikationer som kräver hög känslighet i ett kompakt utrymme, såsom i mobila enheter eller miniaturiserade industriella kameror.

Dessutom ger pixel sammanslagning flexibilitet genom att tillåta utvecklare att välja olika sammanslagningstyper (t.ex. 2×2, 3×3, 4×4, osv.) för att hitta den mest lämpliga kombinationen av upplösning och pixelstorlek för specifika applikationskrav. Denna flexibilitet gör pixel sammanslagning idealisk för att implementera anpassade kameralaösningar.

Fördelar med att använda pixel binning i inbäddade visionsapplikationer

Pixel binning-teknik erbjuder flera betydande fördelar som gör den till ett kraftfullt verktyg för att förbättra prestandan hos kameramoduler med små pixelstorlekar.

• Högre känslighet:Genom att slå samman pixlar förbättras kamerans känslighet avsevärt, vilket är särskilt användbart i nattvisionsapplikationer och miljöer med svagt ljus. Större pixlar fångar mer ljus, vilket resulterar i högkvalitativa bilder även i svagt ljus.
• Flexibilitet och anpassning:Olika pixel sammanslagningstyper (t.ex. 2×2, 3×3, 4×4, osv.) ger flexibilitet, vilket gör att utvecklare kan välja den mest lämpliga kombinationen av upplösning och pixelstorlek för behoven i en viss applikation. Detta är en stor fördel för utvecklare som behöver anpassa sina kameralaösningar för att passa specifika applikationsmiljöer.
• Miniatyrdesign:När inbäddade system blir mindre och mindre kan kameror med pixel sammanslagningsmöjligheter hjälpa till att begränsa storleken på kameran samtidigt som den önskade känsligheten uppnås. Detta ger produktutvecklare mer utrymme att rymma andra hårdvarukomponenter i enheten, vilket resulterar i en mer kompakt design.
• Lämplig för specifika applikationer:Även om pixel sammanslagning kanske inte är tillräckligt för att rättfärdiga upplösningens avvägning i starkt ljus, så ger pixel sammanslagning en betydande prestandaökning i applikationer där ökad känslighet krävs, såsom säkerhetsövervakning, astrofotografi eller biomedicinsk avbildning.
• Kostnadseffektivitet:Pixel sammanslagning möjliggör högre prestanda med befintlig sensorteknik utan behov av att investera i dyrare, större sensorer. Detta gör det till en kostnadseffektiv lösning, särskilt för projekt med begränsade budgetar.

Sammanfattningsvis, medan pixelkonsolidering kanske inte är lämplig för alla kameratillämpningar, erbjuder det betydande prestandafördelar i tillämpningar som behöver fungera i svagt ljus. Pixel sammanslagning är ett idealiskt val för kameratillämpningar som strävar efter att öka känsligheten samtidigt som en miniaturiserad design bibehålls.

slutsats

Sammanfattningsvis är pixel binning inte bara ett effektivt sätt att lösa problem med prestanda i svagt ljus, utan också en viktig faktor i utvecklingen av inbäddad visionsteknik. När teknologin fortsätter att utvecklas kan vi förvänta oss att se fler innovativa tillämpningar baserade på pixel binning i framtiden för att ytterligare förbättra bildkvaliteten och användarupplevelsen.

Sinoseen, somen tillverkare av inbäddade kameramoduler, har mer än 14 års erfarenhet inom området, med produkter som inkluderar funktioner som hög upplösning, färgfilterfria matriser och små pixelstorlekar. Idealiskt för tillämpningar som digital mikroskopi, automatisk registrering av nummerplåtar och kvalitetsinspektion.

Om du har behov av en anpassad USB 3.0 Kameramodul, GMSL-kamera eller MIPI-kameramodul för att integrera i din produkt, tveka inte att kontakta oss ellerbesök vår produktsida- Jag är inte rädd.