Explicación de Binning de píxeles / Decimación (salto de píxeles) / Gamma y Desplazamiento digital
Gaspar van Elmbt
El binning de píxeles y la decimación son funciones avanzadas de la cámara que están disponibles en cámaras seleccionadas. Para comprobar si esta función está disponible para su cámara, abra el calculador de frecuencia de imagen como se explica en este artículo sobre cómo utilizar el calculador de frecuencia de imagen para cámaras industriales. Compruebe si tiene visibles los campos BinningHorizontal, BinningVertical, DecimationHorizontal y DecimationVertical en el calculador de frecuencia de imagen para su modelo de cámara.
La agrupación de píxeles se utiliza para aumentar la sensibilidad a la luz y reducir la resolución de la imagen.
La diezmación, también conocida como salto de píxeles, se utiliza para reducir la resolución de la imagen sin cambiar el tamaño del campo de visión.
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Agrupamiento de píxeles
El agrupamiento de píxeles se utiliza para aumentar la sensibilidad a la luz y reducir la resolución de la imagen. Al configurar la cámara en modo de agrupamiento de píxeles, múltiples píxeles se unen para formar un área de píxel más grande que, por lo tanto, recoge más luz. Al capturar objetos en movimiento, en modo de agrupamiento puedes reducir la exposición para evitar el desenfoque por movimiento. Además, puedes capturar mejores imágenes en entornos oscuros.
El modo de agrupamiento de píxeles de las cámaras reduce la resolución efectiva del cámara de la cámara ya que combina los datos de varios píxeles en 1. Usando agrupamiento 2x, combinas 2x2 píxeles en 1 píxel. La resolución se reducirá por un factor de 4. Usando agrupamiento 4x, combinas 4x4 píxeles en 1 píxel. La resolución se reducirá por un factor de 16. Como ejemplo tomamos una cámara de 12MP. La cámara tiene una resolución de 4096x3000 píxeles.
En el modo de agrupación 2x2, la resolución de salida es 2048x1500 píxeles = 3MP
En el modo de agrupación 4x4, la resolución de salida es 1024x750 píxeles = 0,78 MP
En algunos casos, la cámara aumentará su tasa de fotogramas al usar el modo Binning.
Al abrir la calculadora de tasa de fotogramas, verás que el valor predeterminado para Binning es 1, lo que significa que no hay binning. También puedes seleccionar binning de 2 o 4 veces. Si seleccionas binning de 2 o 4 veces, necesitas actualizar el Ancho y la Altura de la cámara ya que se reducirá. El software te advertirá que cambies este parámetro para calcular la salida correcta de FPS, consulta la imagen a continuación.
Como nos indica el mensaje de advertencia, primero se deben corregir el ancho y la altura para ver la salida de FPS correcta. En la imagen a continuación, hemos reducido el ancho y la altura en un factor de 4 y el mensaje de advertencia ha desaparecido, y tenemos la nueva tasa de fotogramas de la cámara en modo binning.
Como el FPGA (procesador) en la cámara, aún necesita leer todos los píxeles del sensor de imagen, antes de combinar los píxeles, no vemos un aumento en la tasa de fotogramas. Sin embargo, algunos sensores de imagen tienen la función de binning incorporada y en ese caso se puede ver un aumento en la tasa de fotogramas.
Cuando queremos tener # píxeles por mm, debemos considerar que cubriremos esta área con la resolución completa del sensor o con la nueva resolución reducida (agrupada).
Ejemplo Si nuestra área es de 1000*750 mm sin agrupación, podemos cubrirla con la resolución completa del sensor, como 4096*3000. Si hacemos esto en modo agrupado (4), lo cubriremos con 1024*750 píxeles. En la primera situación tendremos 4 veces más píxeles por mm de resolución, en el segundo caso tendremos 4 veces más luz por píxel pero 4 veces menos píxeles por mm.
Ten en cuenta que no todas las cámara son compatibles con esta función. Para ver una lista de modelos de cámara, consulta nuestra página de descarga.
Decimación/salto de píxeles
La decimación se utiliza para reducir la resolución de la imagen mientras se mantiene el campo de visión. Una applicación típica es tener una vista en vivo de la imagen de menor resolución para reducir el cámara de la ancho de banda y aumentar la tasa de fotogramas. En el momento en que desees capturar la imagen, desactivarás la decimación y capturarás la imagen con su resolución completa.
En modo de decimación, se descarta cada segundo píxel (decimación 2x) o cada segundo, tercer y cuarto píxel (binning 4x). Como resultado, reduces la resolución de la imagen por un factor de 4 o un factor de 16. Como ejemplo, tomamos nuevamente la cámara de 12MP.
La cámara tiene una resolución de 4096x3000 píxeles.
En el modo de diezmado 2x2, la resolución de salida es 2048x1500 píxeles = 3MP
En el modo de diezmado 4x4, la resolución de salida es 1024x750 píxeles = 0,78 MP
A diferencia de la Región de Interés (ROI), la diezmación no afecta el campo de visión.
Dependiendo del modelo de cámara, es posible que experimentes un aumento en los FPS.
Ten en cuenta que no todas las cámara son compatibles con esta función. Para ver una lista de modelos de cámara, consulta nuestra página de descarga.
Gama
La función de cámara ‘Gamma’ se puede utilizar en nuestros modelos avanzados de cámara y se usa comúnmente para mejorar el brillo de las imágenes en la pantalla en la que estás viendo las imágenes. La corrección gamma es una adaptación no lineal aplicada a cada píxel de una imagen. Se utiliza principalmente para convertir la percepción lineal de un sensor de cámara a la percepción no lineal de nuestros ojos. Se aplica una función a cada píxel de una imagen, donde corrige el valor de escala de grises. Hay tres formas diferentes en que el valor gamma puede afectar el brillo de la imagen:
- Gamma <1, la imagen se vuelve más brillante
- Gamma = 1, la imagen permanece sin cambios
- Gamma > 1, la imagen se vuelve más oscura
Para cambiar el valor de gamma, primero debe habilitar la corrección de gamma y luego configurar "GammaValue" en un valor entre 0 y 4 para cambiar el brillo.
Si habilita la corrección gamma y el formato de píxeles está configurado en 10 bits o 12 bits. Se perderá parte de la información de la imagen. Si se requiere la función gamma sin pérdida de información de la imagen, evite utilizar esta función en formato de píxeles de 10 o 12 bits.
Tenga en cuenta que no todas las cámara son compatibles con esta función. Para ver una lista de modelos de cámara, consulte nuestra página de descarga.
El valor máximo de píxel Rmax es igual a 255 para formatos de píxeles de 8 bits y 1023 para formatos de píxeles de 10 bits.
Cambio digital
La función de cámara ‘desplazamiento digital’ se puede utilizar en nuestros avanzados modelos de cámara y se usa comúnmente para mejorar el brillo de las imágenes al aumentar el brillo de cada píxel individualmente mediante el ‘desplazamiento’ de los valores binarios a la izquierda. Establecer el valor de desplazamiento digital en n resulta en un desplazamiento lógico a la izquierda por n en todos los valores de píxeles. Esto tiene el efecto de multiplicar cada valor de píxel por 2n. Esto resultará en una imagen más brillante, pero también aumentará el ruido.
Si el valor del píxel resultante es mayor que el valor máximo posible para el formato de píxel actual, se establece en el valor máximo.
Para configurar el factor de cambio digital, cambie el valor del parámetro “DigitalShift”.
No todos los modelos soportan esta función. Si tu modelo no soporte esto, puedes cambiar el valor de ganancia para obtener un efecto similar.
Ejemplo de desplazamiento digital de 1 y una imagen de 12 bits.
Ten en cuenta que no todas las cámara son compatibles con esta función. Para ver una lista de modelos de cámara, consulta nuestra página de descarga.
