Pixelfletning / Decimering (pixelspring) / Gamma og digital forskydning forklaret

Pixelbinning og decimering er avancerede kamerafunktioner, der er tilgængelige på udvalgte kameraer. For at kontrollere, om denne funktion er tilgængelig for dit kamera, skal du åbne billedhastighedsberegneren som forklaret i denne artikel om hvordan du bruger billedhastighedsberegneren til industrielle kameraer. Kontrollér, om felterne BinningHorizontal, BinningVertical, DecimationHorizontal og DecimationVertical er synlige i billedhastighedsberegneren for din kameramodel.

Pixelfletning / Decimering (pixelspring) / Gamma og digital forskydning forklaret

Pixelbinning bruges til at øge lysfølsomheden og reducere billedopløsningen.
Decimation, også kendt som pixelspring, bruges til at reducere billedopløsningen uden at ændre synsfeltets størrelse.

Pixelsammenlægning

Pixelbinning anvendes til at øge lysfølsomheden og reducere billedopløsningen. Når kameraet indstilles til pixelbinningstilstand, samles flere pixels til ét større pixelområde, som derfor indfanger mere lys. Ved optagelse af objekter i bevægelse kan du i binningtilstand reducere eksponeringen for at undgå bevægelsessløring. Desuden kan du optage bedre billeder i mørke miljøer.


Kameraets pixelbinningstilstand reducerer kameraetsensors effektive opløsning, da den kombinerer data fra flere pixels til 1. Ved brug af 2x binning kombinerer du 2x2 pixels til 1 pixel. Opløsningen reduceres med en faktor 4. Ved brug af 4x binning kombinerer du 4x4 pixels til 1 pixel. Opløsningen reduceres med en faktor 16. Som eksempel tager vi et 12MP kamera. Kameraet har en opløsning på 4096x3000 pixels.


I 2x2-binningtilstand er outputopløsningen 2048x1500 pixels = 3 MP
I 4x4-binningtilstand er outputopløsningen  1024x750 pixels = 0,78 MP
I nogle tilfælde øges kameraets billedhastighed ved brug af binningtilstand.

Pixel binning example

Når du åbner beregneren for billedhastighed, kan du se, at standardværdien for binning er 1, hvilket betyder ingen binning. Du kan også vælge 2- eller 4-dobbelt binning. Hvis du vælger 2- eller 4-dobbelt binning, skal du opdatere kameraets bredde og højde, da de reduceres. Softwaren vil advare dig om at ændre denne parameter for at beregne den korrekte FPS-output, se billedet nedenfor.

Frame rate calculator

 Som advarselsmeddelelsen fortæller os, skal bredden og højden først korrigeres for at se det korrekte FPS-output. På billedet nedenfor har vi reduceret bredden og højden med en faktor 4, og advarselsmeddelelsen er væk, og vi har den nye billedhastighed for kameraet i binning-tilstand.

Frame rate calculator

Da FPGA'en (processoren) i kameraet stadig skal læse alle pixels fra billedsensoren, før pixels kombineres, ser vi ingen stigning i billedhastigheden. Nogle billedsensorer har imidlertid binning-funktionen indbygget, og i så fald kan du se en stigning i billedhastigheden. 

Når vi ønsker at have et bestemt antal pixels pr. mm, skal vi tage højde for, om vi dækker dette område med sensorens fulde opløsning eller med den nye reducerede (binnede) opløsning.

Eksempel: Hvis vores område er 1000*750 mm uden binning, kan vi dække det med sensorens fulde opløsning, f.eks. 4096*3000. Hvis vi gør dette i binnet tilstand (4), vil vi dække det med 1024*750 pixels. I den første situation har vi 4x flere pixels pr. mm i opløsning, i det andet tilfælde har vi 4x mere lys pr. pixel, men 4x færre pixels pr. mm.

Bemærk, at ikke alle kameraer understøtter denne funktion. Se vores downloadside for en liste over kameramodeller.

Special_features_daheng_cameras

Decimering/pixelspringning

Decimering bruges til at reducere billedopløsningen, samtidig med at synsfeltet bevares. En typisk applikation er at have livevisning af billedet i lavere opløsning for at reducere kameraets båndbredde og øge billedfrekvensen. Når du vil optage billedet, deaktiverer du decimering og optager billedet i dets fulde opløsning.
I decimeringstilstand kasseres hver anden pixel (2x decimering) eller hver anden, tredje og fjerde pixel (4x binning). Som resultat reduceres billedopløsningen med en faktor 4 eller en faktor 16. Som eksempel tager vi igen 12MP-kameraet. 
Kameraet har en opløsning på 4096x3000 pixels.
I 2x2-decimeringstilstand er outputopløsningen 2048x1500pixels = 3MP
I 4x4-decimeringstilstand er outputopløsningen 1024x750pixels = 0.78MP

I modsætning til Region of Interest (ROI) påvirker decimering ikke synsfeltet.

Decimation/ Pixel skipping

Afhængigt af kameramodel kan du opleve en stigning i FPS.

Vær opmærksom på, at ikke alle kameraer understøtter denne funktion. Se vores downloadside for en liste over kameramodeller.  

Pixel binning - frame rate calculator

Gamma

Kamerafunktionen 'Gamma' kan anvendes på vores avancerede kameramodeller og bruges almindeligvis til at forbedre lysstyrken i billederne på den skærm, du ser billederne på. Gammakorrektion er en ikke-lineær tilpasning, der anvendes på hver pixel i et billede. Den bruges primært til at konvertere den lineære opfattelse fra en kamerasensor til den ikke-lineære opfattelse i vores øjne. En funktion anvendes på hver pixel i et billede, hvor den korrigerer gråtoneværdien. Der er tre forskellige måder, hvorpå gammaværdien kan påvirke billedets lysstyrke:

  • Gamma < 1, billedet bliver lysere
  • Gamma = 1, billedet forbliver uændret
  • Gamma > 1, billedet bliver mørkere

For at ændre gammaværdien skal du først aktivere gammakorrektion og derefter indstille “GammaValue” til en værdi mellem 0 og 4 for at ændre lysstyrken.

Hvis du aktiverer gammakorrektion, og pixelformatet er indstillet til 10-bit eller 12-bit, vil noget billedinformation gå tabt. Hvis gammafunktionen er påkrævet uden tab af billedinformation, skal du undgå at bruge denne funktion i 10-bit- eller 12-bit-pixelformat.

Vær opmærksom på, at ikke alle kameraer understøtter denne funktion. Se vores downloadside for en liste over kameramodeller.

Den maksimale pixelværdi Rmax er lig med 255 for 8-bit-pixelformater, 1023 for 10-bit-pixelformater.

Pixel binning and decimation pixel skipping explained

Digitalt skift

Kamerafunktionen ‘digital shift’ kan anvendes på vores avancerede kameramodeller og bruges almindeligvis til at forbedre billedernes lysstyrke ved at øge lysstyrken for hver pixel individuelt ved at ‘flytte’ de binære værdier mod venstre. Indstilling af værdien for digital shift til n resulterer i et logisk venstreskift med n for alle pixelværdier. Dette har den effekt, at hver pixelværdi multipliceres med 2n.  Dette vil resultere i et lysere billede, men vil også øge støjen.
Hvis den resulterende pixelværdi er større end den maksimalt mulige værdi for det aktuelle pixelformat, indstilles den til den maksimale værdi.

For at konfigurere den digitale shift-faktor skal du ændre værdien af parameteren “DigitalShift”.
Ikke alle modeller understøtter denne funktion. Hvis din model ikke understøtter den, kan du ændre gain-værdien for at opnå en lignende effekt.

Eksempel på digital shift på 1 og et 12-bit-billede.

Vær opmærksom på, at ikke alle kameraer understøtter denne funktion. Se vores downloadside for en liste over kameramodeller.

Example for digital shift

Spørgsmål? Spørg os!