Pikselbinning / desimering (hopping over piksler) / gamma og digital forskyvning forklart
Pikselbinning og desimering er avanserte kamerafunksjoner som er tilgjengelige på utvalgte kameraer. For å kontrollere om denne funksjonen er tilgjengelig for kameraet ditt, åpner du bildefrekvenskalkulatoren som forklart i denne artikkelen om hvordan du bruker bildefrekvenskalkulatoren for industrielle kameraer. Kontroller om feltene BinningHorizontal, BinningVertical, DecimationHorizontal og DecimationVertical er synlige i bildefrekvenskalkulatoren for kameramodellen din.
Pikselbinning brukes for å øke lysfølsomheten og redusere bildeoppløsningen.
Desimering, også kjent som pikselhopping, brukes for å redusere bildeoppløsningen uten å endre størrelsen på synsfeltet.
Pikselbinning
Pikselbinning brukes til å øke lysfølsomheten og redusere bildeoppløsningen. Når kameraet settes i pikselbinningsmodus, slås flere piksler sammen for å danne ett større pikselområde som dermed samler mer lys. Ved opptak av objekter i bevegelse kan du i binningsmodus redusere eksponeringen for å unngå bevegelsesuskarphet. Du kan dessuten ta bedre bilder i mørke omgivelser.
Kameraets pikselbinningsmodus reduserer den effektive oppløsningen til kamerasensoren, ettersom den kombinerer dataene fra flere piksler til 1. Ved bruk av 2x binning kombinerer du 2x2 piksler til 1 piksel. Oppløsningen reduseres med en faktor på 4. Ved bruk av 4x binning kombinerer du 4x4 piksler til 1 piksel. Oppløsningen reduseres med en faktor på 16. Som eksempel bruker vi et 12MP-kamera. Kameraet har en oppløsning på 4096x3000 piksler.
I 2x2-binningsmodus er utdataoppløsningen 2048x1500 piksler = 3 MP
I 4x4-binningsmodus er utdataoppløsningen 1024x750 piksler = 0,78 MP
I noen tilfeller vil kameraets bildefrekvens øke ved bruk av binningsmodus.
Når du åpner bildehastighetskalkulatoren, ser du at standardverdien for binning er 1, noe som betyr ingen binning. Du kan også velge 2- eller 4-gangers binning. Hvis du velger 2- eller 4-gangers binning, må du oppdatere bredden og høyden på kameraet, da disse vil bli redusert. Programvaren vil varsle deg om å endre denne parameteren for å beregne korrekt FPS-utdata, se bildet nedenfor.
Som advarselsmeldingen forteller oss, må først bredden og høyden korrigeres for å se riktig FPS-utdata. I bildet nedenfor har vi redusert bredden og høyden med en faktor på 4, og advarselsmeldingen er borte. Vi har nå den nye bildefrekvensen til kameraet i binning-modus.
Ettersom FPGA-en (prosessoren) i kameraet fortsatt må lese alle piksler fra bildesensoren før piksler kombineres, ser vi ingen økning i bildefrekvensen. Enkelte bildesensorer har imidlertid innebygd binning-funksjon, og i slike tilfeller kan du se en økning i bildefrekvensen.
Når vi ønsker å ha et bestemt antall piksler per mm, må vi vurdere om vi dekker dette området med full sensoroppløsning eller med den nye reduserte (binnede) oppløsningen.
Eksempel: Hvis området vårt er 1000*750 mm uten binning, kan vi dekke det med full sensoroppløsning, for eksempel 4096*3000. Hvis vi gjør dette i binning-modus (4), dekker vi det med 1024*750 piksler. I den første situasjonen har vi 4x flere piksler per mm oppløsning, mens vi i det andre tilfellet har 4x mer lys per piksel, men 4x færre piksler per mm.
Vær oppmerksom på at ikke alle kameraer støtter denne funksjonen. For en liste over kameramodeller, se vår nedlastingsside.
Desimering / pikselhopping
Desimering brukes til å redusere bildeoppløsningen samtidig som synsfeltet opprettholdes. En typisk applikasjon er å ha livevisning av bildet med lavere oppløsning for å redusere kameraets båndbredde og øke bildefrekvensen. Når du ønsker å ta bildet, deaktiverer du desimering og tar bildet med full oppløsning.
I desimeringsmodus forkastes annenhver piksel (2x desimering) eller annenhver, tredje og fjerde piksel (4x binning). Som et resultat reduserer du bildeoppløsningen med en faktor på 4 eller en faktor på 16. Som eksempel tar vi igjen 12MP-kameraet.
Kameraet har en oppløsning på 4096x3000 piksler.
I 2x2-desimeringsmodus er utdataoppløsningen 2048x1500 piksler = 3MP
I 4x4-desimeringsmodus er utdataoppløsningen 1024x750 piksler = 0.78MP
I motsetning til interesseområdet (ROI) påvirker ikke desimering synsfeltet.
Avhengig av kameramodell kan du få en økning i FPS.
Vær oppmerksom på at ikke alle kameraer støtter denne funksjonen. Se vår nedlastingsside for en liste over kameramodeller.
Gamma
Kamerafunksjonen «Gamma» kan brukes på våre avanserte kameramodeller og brukes ofte til å forbedre lysstyrken i bildene for skjermen du viser bildene på. Gammakorreksjon er en ikke-lineær tilpasning som anvendes på hver piksel i et bilde. Den brukes hovedsakelig til å konvertere den lineære oppfatningen til en kamerasensor til den ikke-lineære oppfatningen til øynene våre. En funksjon anvendes på hver piksel i et bilde, der den korrigerer gråtoneverdien. Det finnes tre ulike måter gammaverdien kan påvirke bildets lysstyrke på:
- Gamma < 1, bildet blir lysere
- Gamma = 1, bildet forblir uendret
- Gamma > 1, bildet blir mørkere
For å endre gammaverdien må du først aktivere gammakorreksjon, og deretter angi «GammaValue» til en verdi mellom 0 og 4 for å endre lysstyrken.
Hvis du aktiverer gammakorreksjon og pikselformatet er satt til 10-bit eller 12-bit, vil noe bildeinformasjon gå tapt. Hvis gammafunksjonen er nødvendig uten tap av bildeinformasjon, bør du unngå å bruke denne funksjonen med 10-bit eller 12-bit pikselformat.
Vær oppmerksom på at ikke alle kameraer støtter denne funksjonen. For en liste over kameramodeller, se vår nedlastingsside.
Maksimal pikselverdi Rmax er 255 for 8-biters pikselformater, 1023 for 10-biters pikselformater.
Digitalt skift
Kamerafunksjonen «digital shift» kan brukes på våre avanserte kameramodeller og brukes ofte til å forbedre bildenes lysstyrke ved å øke lysstyrken til hver piksel individuelt ved å «forskyve» de binære verdiene mot venstre. Hvis den digitale forskyvningsverdien settes til n, resulterer dette i en logisk venstreforskyvning med n for alle pikselverdier. Dette medfører at hver pikselverdi multipliseres med 2n. Dette vil gi et lysere bilde, men vil også øke støyen.
Hvis den resulterende pikselverdien er større enn den maksimale verdien som er mulig for gjeldende pikselformat, settes den til maksimalverdien.
For å konfigurere den digitale forskyvningsfaktoren, endre verdien for parameteren «DigitalShift».
Ikke alle modeller støtter denne funksjonen. Hvis modellen din ikke støtter den, kan du endre gain-verdien for å oppnå en lignende effekt.
Eksempel på digital forskyvning på 1 og et 12-bits bilde.
Vær oppmerksom på at ikke alle kameraer støtter denne funksjonen. For en liste over kameramodeller, se vår nedlastingsside.