Piksel birleştirmenin temel konsepti nedir ve nasıl çalışır? Avantajları nelerdir?

Görüntü netliği ve hassasiyeti, hem kullanıcılar hem de geliştiriciler için her zaman ortak bir hedef olmuştur. Son yıllarda, düşük ışık koşullarında yüksek kaliteli görüntülerin yakalanabilmesi için küçük piksel boyutlarına sahip kameraların hassasiyetini benzersiz bir şekilde artıran "piksel gruplama" tekniği sıcak bir konu haline geldi. Piksel birleştirme terimi akıllı telefon kameralarında daha yaygın olarak kullanılsa da, makine görüşü ve gömülü görüşte de uygulama bulmaya başlıyor.

Bu yazıda, piksel gruplamanın nasıl çalıştığına ve pikselleri birleştirerek daha büyük piksel boyutlarını nasıl simüle edebileceğine, böylece sensörün boyutunu artırmadan kameranın hassasiyetini nasıl artırabileceğine derinlemesine bir göz atacağız.

Gömülü görüş ve kameralarda piksellerin rolü nedir?

Piksel gruplama teknolojisini keşfetmeden önce, piksellerin gömülü görüş ve kameralarda oynadığı rolü anlamalıyız. Fotoreseptörler olarak da bilinen pikseller, bir kameranın sensöründe bir görüntü oluşturmak için ışığı yakalamaktan sorumlu olan fiziksel noktalardır. Bir pikselin boyutu genellikle mikron (mikronun milyonda biri) cinsinden ölçülür ve bir mikrondan küçük pikseller çok küçük olarak kabul edilir.

Daha büyük pikseller, küçük olanlardan daha fazla ışık toplayabilir, bu da özellikle ışığın kıt olduğu ortamlarda önemlidir. Bu nedenle, bu koşullarda istenen görüntü kalitesini elde etmek için genellikle daha büyük piksel boyutlarına sahip sensörleri seçme eğilimindeyiz. Bununla birlikte, daha küçük piksellerin, daha küçük nesneleri ve ayrıntıları yakalayabilmeleri açısından da avantajları vardır. Örneğin, Sinoseen'in SNS-USB2160-v1.0-a'sı2mp kompakt küçük boyutlu USB kamera - 1.4 mikron piksel boyutuna sahiptir, daha küçük olarak kabul edilirken, D694P1-A2-E-a2mp HDR USB kamera-3 mikron piksel boyutuna sahiptir, daha büyük olarak kabul edilir.

İşte o zaman sorun ortaya çıkıyor. Yüksek çözünürlüklü bir kamera istiyorsanız, daha küçük piksel boyutu, kameranın hassasiyetini sınırlar. Ve daha büyük piksel boyutuna sahip bir kamera seçerseniz, sensör boyutu buna göre artar. Uygulamanız, iyi bir hassasiyet elde ederken küçük nesneleri yakalamak gibi küçük piksel boyutlu bir kameranın her iki avantajını da gerektiriyorsa, geleneksel yöntemler yeterli değildir.

Piksel gruplamanın devreye girdiği yer burasıdır. Görüntü gruplama kameraları, daha büyük bir sensör seçmeden daha büyük piksel boyutlarını simüle edebilir. Sonraki bölümlerde bu konsepte daha ayrıntılı olarak bakacağız.

Görüntü Birleştirmenin Tanımı

Gruplama anlamı nedir?Piksel gruplama, komşu piksellerin elektrik sinyallerini birleştirerek sensör piksellerinin boyutunu etkili bir şekilde artıran ve böylece küçük piksel boyutlu kameralar için gelişmiş hassasiyet sağlayan yenilikçi bir görüntü işleme tekniğidir.
Özünde, piksel gruplama teknolojisi, kameraların çözünürlükten ödün vermeden birden çok pikseli birleştirerek daha büyük piksel boyutlarını taklit etmesine olanak tanır. Bu teknik, minyatür bir tasarımı korurken hassasiyeti artırmaya çalışan kamera uygulamaları için ideal bir çözümdür.

Piksel gruplama nasıl çalışır?

Piksel gruplama teknolojisi, dört komşu pikselden gelen bilgileri tek bir pikselde birleştiren mozaikleme yöntemi aracılığıyla görüntü sinyali işlemcisi düzeyinde uygulanır. İşlem, 2×2, 2×1, 3×3 veya 4×4 piksellik bir ızgarayı daha büyük bir "süper piksel" halinde birleştirmeyi içerir.

Piksel birleştirme işlemi sırasında, her pikselin bilgileri tek bir büyük piksele entegre edilir. Bu, örneğin 4'e 1 veya 2×2 piksel birleştirme durumunda, görüntünün etkin çözünürlüğünün sensör çözünürlüğünün 1/4'üne düşürüleceği anlamına gelir; Bununla birlikte, çoğu gömülü görüş uygulaması için bu çözünürlük ödünleşimi kabul edilebilir, çünkü düşük ışıklı ortamlarda görüntü çekerken daha iyi görüntü kalitesi için genellikle belirli bir miktarda çözünürlükten ödün verilebilir. ÖğrenBir fotoğrafın kaç piksele ihtiyacı var?.

Piksel birleştirmenin anahtarı, mevcut sensör tasarımlarını ne kadar etkili bir şekilde kullandığıdır. Kamera, komşu piksellerden gelen verileri birleştirerek, sensörün fiziksel boyutunu artırmadan ışığa duyarlı performansını iyileştirebilir. Bu teknik, mobil cihazlar veya minyatür endüstriyel kameralar gibi kompakt bir alanda yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalar için özellikle değerlidir.

Ayrıca piksel birleştirme, geliştiricilerin belirli uygulama gereksinimleri için en uygun çözünürlük ve piksel boyutu kombinasyonunu bulmak için farklı birleştirme türlerini (ör. 2×2, 3×3, 4×4 vb.) seçmesine olanak tanıyarak esneklik sağlar. Bu esneklik, piksel birleştirmeyi özelleştirilmiş kamera çözümlerini uygulamak için ideal hale getirir.

Gömülü görüntü işleme uygulamalarında piksel gruplama kullanmanın avantajları

Piksel gruplama teknolojisi, onu küçük piksel boyutlu kamera modüllerinin performansını artırmak için güçlü bir araç haline getiren birkaç önemli avantaj sunar.

• Daha Yüksek Hassasiyet:Pikselleri birleştirerek, kameranın hassasiyeti büyük ölçüde iyileştirilir, bu da özellikle gece görüş uygulamalarında ve düşük ışıklı ortamlarda kullanışlıdır. Daha büyük pikseller daha fazla ışık yakalayarak düşük ışık koşullarında bile yüksek kaliteli görüntüler sağlar.
• Esneklik ve özelleştirme:Farklı piksel birleştirme türleri (ör. 2×2, 3×3, 4×4 vb.) esneklik sağlayarak geliştiricilerin belirli bir uygulamanın ihtiyaçları için en uygun çözünürlük ve piksel boyutu kombinasyonunu seçmesine olanak tanır. Bu, kamera çözümlerini belirli uygulama ortamlarına uyacak şekilde özelleştirmesi gereken geliştiriciler için büyük bir avantajdır.
• Minyatür Tasarımlar:Gömülü sistemler küçüldükçe ve küçüldükçe, piksel birleştirme özelliklerine sahip kameralar, istenen hassasiyeti elde ederken kameranın boyutunu sınırlamaya yardımcı olabilir. Bu, ürün geliştiricilere cihazdaki diğer donanım bileşenlerini barındırmak için daha fazla alan sağlayarak daha kompakt bir tasarım sağlar.
• Özel uygulamalar için uygundur:Piksel birleştirme, parlak ışıkta çözünürlük ödünleşimini haklı çıkarmak için yeterli olmasa da, güvenlik gözetimi, astrofotografi veya biyomedikal görüntüleme gibi daha fazla hassasiyetin gerekli olduğu uygulamalarda, piksel birleştirme önemli bir performans artışı sağlar.
• MALIYET VERIMLILIĞI:Piksel birleştirme, daha pahalı, daha büyük sensörlere yatırım yapmaya gerek kalmadan mevcut sensör teknolojisi kullanılarak daha yüksek performans elde edilmesini sağlar. Bu, onu özellikle sınırlı bütçeli projeler için uygun maliyetli bir çözüm haline getirir.

Özetle, piksel konsolidasyonu tüm kamera uygulamaları için uygun olmasa da, düşük ışık koşullarında çalışması gereken uygulamalarda önemli performans avantajları sunar. Piksel birleştirme, minyatür bir tasarımı korurken hassasiyeti artırmaya çalışan kamera uygulamaları için ideal bir seçimdir.

Son

Sonuç olarak, piksel gruplama yalnızca düşük ışıkta performans sorunlarını çözmenin etkili bir yolu değil, aynı zamanda gömülü görüş teknolojisinin ilerlemesinde de önemli bir faktördür. Teknoloji ilerlemeye devam ettikçe, görüntü kalitesini ve kullanıcı deneyimini daha da iyileştirmek için gelecekte piksel gruplamaya dayalı daha yenilikçi uygulamalar görmeyi bekleyebiliriz.

Sinoseen, olarakGömülü kamera modülleri üreticisi, yüksek çözünürlük, renk filtresiz diziler ve küçük piksel boyutları gibi özellikleri içeren ürünleriyle alanında 14 yılı aşkın deneyime sahiptir. Dijital mikroskopi, otomatik plaka tanıma ve kalite kontrolü gibi uygulamalar için idealdir.

Ürününüze entegre etmek için özel bir USB 3.0 Kamera Modülü, GMSL Kamera veya MIPI Kamera Modülüne ihtiyacınız varsa, bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin veyaÜrün sayfamızı ziyaret edin.