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Pixel binning / Décimation (pixel skipping) / explication de gamma et de décalage numérique

Le pixel binning et la décimation sont des fonctionnalités avancées disponibles sur certains modèles de caméras. Pour vérifier si cette fonctionnalité est disponible pour votre caméra, ouvrez la calculatrice de fréquence d'images comme expliqué dans cet article et vérifiez si les champs BinningHorizontal, BinningVertical, DecimationHorizontal et DecimationVertical sont visibles dans la calculatrice de fréquence d'images pour votre modèle de caméra.

Le pixel binning est utilisé pour augmenter la sensibilité à la lumière et réduire la résolution de l'image.
La décimation, également connue sous le nom de pixel skipping, est utilisée pour réduire la résolution de l'image sans modifier la taille du champ de vision.

PIXEL BINNING 

Lorsque la caméra est réglée en mode pixel binning, plusieurs pixels sont regroupés pour former une zone de pixel plus grande, ce qui permet de collecter davantage de lumière. En capturant des objets en mouvement, en mode binning, vous pouvez réduire l'exposition pour éviter le flou de mouvement. De plus, vous pouvez capturer de meilleures images dans des environnements sombres.
Le mode pixel binning de la caméra réduit la résolution effective du capteur de la caméra car il combine les données de plusieurs pixels en un seul. En utilisant un binning 2x, vous combinez 2x2 pixels en 1 pixel. La résolution sera réduite d'un facteur 4. En utilisant un binning 4x, vous combinez 4x4 pixels en 1 pixel. La résolution sera réduite d'un facteur 16. Prenons l'exemple d'une caméra de 12 MP. La caméra a une résolution de 4096x3000 pixels.
En mode binning 2x2, la résolution de sortie est de 2048x1500 pixels = 3 MP.
En mode binning 4x4, la résolution de sortie est de 1024x750 pixels = 0,78 MP.
Dans certains cas, la fréquence d'images de la caméra augmentera lors de l'utilisation du mode Binning.

 

Lorsque vous ouvrez le calculateur de fréquence d'images, vous remarquez que la valeur par défaut pour le binning est 1, ce qui signifie aucun binning. Vous pouvez également choisir un binning de 2 ou 4 fois. Si vous choisissez un binning de 2 ou 4 fois, vous devez mettre à jour les paramètres Width (largeur) et Height (hauteur) de la caméra car elles seront réduites. Le logiciel vous avertira de modifier ce paramètre pour calculer la sortie FPS correcte, comme indiqué dans l'image ci-dessous.

 

Comme le message d'avertissement nous l'indique, tout d'abord, la largeur et la hauteur doivent être corrigées pour voir le taux de FPS correct en sortie. Sur l'image ci-dessous, nous avons réduit la largeur et la hauteur d'un facteur 4, le message d'avertissement a disparu, et nous avons le nouveau taux de rafraîchissement de la caméra en mode binning.

 

En tant que FPGA (processeur) dans la caméra, doit toujours lire tous les pixels du capteur d'image avant de les combiner, nous ne constatons pas d'augmentation de la fréquence d'images. Cependant, certains capteurs d'image intègrent la fonction de binning, et dans ce cas, vous pouvez observer une augmentation de la fréquence d'images.

Lorsque nous voulons avoir un nombre de pixels par millimètre, nous devons prendre en compte si nous allons couvrir cette zone avec la résolution complète du capteur ou avec la nouvelle résolution réduite (binned).

Par exemple, si notre zone est de 1000*750 mm sans binning, nous pouvons la couvrir avec la résolution complète du capteur, telle que 4096*3000. Si nous faisons cela en mode binning (4), nous la couvrirons avec 1024*750 pixels. Dans le premier cas, nous aurons 4 fois plus de pixels par millimètre de résolution, dans le second cas, nous aurons 4 fois plus de lumière par pixel mais 4 fois moins de pixels par millimètre.

Sachez que toutes les caméras ne prennent pas en charge cette fonctionnalité. Pour une liste de modèles de caméras compatibles, consultez notre page de téléchargement.

Décimation / pixel skipping

La décimation est utilisée pour réduire la résolution de l'image tout en maintenant le champ de vision. Une application typique consiste à afficher en direct l'image de résolution inférieure pour réduire la largeur de bande de la caméra et augmenter la fréquence d'images. Au moment où vous souhaitez capturer l'image, vous désactiverez la décimation et vous capturerez l'image avec sa pleine résolution.
En mode de décimation, chaque deuxième pixel (décimation 2x) ou chaque deuxième, troisième et quatrième pixel (binning 4x) est supprimé. En conséquence, vous réduisez la résolution de l'image d'un facteur 4 ou d'un facteur 16. Prenons l'exemple d'une caméra de 12 MP.
La caméra a une résolution de 4096x3000 pixels.
En mode de décimation 2x2, la résolution de sortie est de 2048x1500 pixels = 3 MP.
En mode de décimation 4x4, la résolution de sortie est de 1024x750 pixels = 0,78 MP.

Contrairement à la Région d'Intérêt (ROI), la décimation n'affecte pas le champ de vision.


En fonction du modèle de caméra, vous pourriez bénéficier d'une augmentation du nombre d'images par seconde (FPS).



Veuillez noter que cette fonctionnalité n'est pas prise en charge par toutes les caméras. Consultez notre page de téléchargement pour obtenir une liste des modèles de caméras compatibles.
 

 Gamma

La fonction « Gamma » de la caméra peut être utilisée sur nos modèles de caméras avancés et est couramment utilisée pour améliorer la luminosité des images sur l'écran sur lequel vous visualisez les images. La correction gamma est une adaptation non linéaire appliquée à chaque pixel d'une image. Elle est principalement utilisée pour convertir la perception linéaire d'un capteur de caméra à la perception non linéaire de nos yeux. Une fonction est appliquée à chaque pixel d'une image, corrigeant ainsi la valeur d'échelle de gris de celui-ci. Il existe trois façons différentes dont la valeur gamma peut affecter la luminosité de l'image :
  • Gamma < 1, l'image devient plus lumineuse
  • Gamma = 1, l'image reste inchangée
  • Gamma > 1, l'image devient plus sombrer
Pour changer la valeur gamma, vous devez d'abord activer la correction gamma, puis définir la valeur « GammaValue » sur une valeur entre 0 et 4 pour modifier la luminosité.

Si vous activez la correction gamma et que le format de pixel est défini sur 10 bits ou 12 bits, certaines informations d'image seront perdues. Si la fonction gamma est nécessaire sans perte d'informations d'image, évitez d'utiliser cette fonction en format de pixel 10 bits ou 12 bits.

Sachez que toutes les caméras ne prennent pas en charge cette fonction. Consultez notre page de téléchargement pour une liste des modèles de caméras compatibles..


La valeur maximale du pixel Rmax est de 255 pour les formats de pixel de 8 bits et de 1023 pour les formats de pixel de 10 bits.

Décalage numérique

La fonctionnalité de la caméra appelée " digital shift" pour décalage numérique, peut être utilisée sur nos modèles de caméras avancés et est couramment utilisée pour améliorer la luminosité des images en augmentant individuellement la luminosité de chaque pixel en "décalant" les valeurs binaires vers la gauche. En fixant la valeur de décalage numérique à n, un décalage logique vers la gauche de n est effectué sur toutes les valeurs de pixels. Cela a pour effet de multiplier chaque valeur de pixel par 2n. Cela produira une image plus lumineuse, mais augmentera également le bruit.
Si la valeur de pixel résultante est supérieure à la valeur maximale possible pour le format de pixel actuel, elle est définie sur la valeur maximale.

Pour configurer le facteur de décalage numérique, changez la valeur du paramètre "DigitalShift".
Tous les modèles ne prennent pas en charge cette fonctionnalité. Si votre modèle ne la prend pas en charge, vous pouvez modifier la valeur du gain pour obtenir un effet similaire.

Exemple de décalage numérique de 1 sur une image de 12 bits.


Sachez que toutes les caméras ne prennent pas en charge cette fonctionnalité. Pour une liste de modèles de caméras, veuillez consulter notre page de téléchargement.

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  Camera & Vision techniques     19-12-2023 09:19