Upgrade image system performance without changing optics – forget pixel size
对于许多系统,光学格式由图像传感器的初始选择决定,例如1/3“ VGA传感器或2/3” HD CCD图像传感器,像素尺寸为6或7μm。 这些旧系统现在已升级。 我们都想利用最新CMOS图像传感器的灵敏度,较低的读取噪声和更高的像素吞吐量。 但是,使用CMOS图像传感器的趋势也意味着更小的像素大小,这可能会导致系统的大修大得多。 将其作为一种新的光学设计。
Adimec的专有自适应分辨率™提供了使用可编程数字图像尺度模拟原始光学格式的选项。 开发了自适应分辨率,以便任何新摄像机都适合现有光学元件和现有接口/显示器; 例如,使用最先进的Quad HD CMOS图像传感器用VGA显示器上的较大像素替换较旧的VGA CCD。 该博客讨论了自适应分辨率的性能,以便能够用像素来评估具有一定光学格式和输出图像大小的旧系统的新技术。
为什么要使用自适应分辨率?
即使在工业和安全应用程序中,图像传感器技术也正在从CCD迅速转移到CMOS技术。 这是由消费电子产品的CMOS流程开发驱动的。 最新一代的CMOS图像传感器在各个方面都优于最先进的CCD图像传感器:
*降低读取噪音 *更大的动态范围 *更好地处理当地过度曝光(涂片,开花) *降低功率 *更高的速度,可以进入UHDTV分辨率
此外,CMOS工艺技术的改进允许像素缩小像素的缩小,同时保留重要的成像参数,例如:QE,每平方μm的充电处理能力等等。
较小像素的优点是:
*较低的尺寸,重量和功率(交换)@相同的分辨率 *更高的分辨率和帧速率 @同一交换 *降低成本
但是较小的像素也引起了一些担忧:
*需要不同/更好的光学(MTF,机械稳定性) *较低的动态范围,尽管相同像素大小的DR更好
自适应分辨率完全解决了这些问题; 它允许系统架构师或设计人员选择一个新的CMOS图像传感器,而无需更改光学和丢失动态范围。 高级插值算法用于摄像机中的裁剪和缩放算法创建所需大小的虚拟像素,以匹配旧版系统的输出。 这将导致 *相同的fov,结合更好的系统性能:
*更高的灵敏度 *更高的动态范围 *更高的MTF,特别是拜耳和RGB颜色
这也提供了数字缩放功能的额外好处。
自适应分辨率可以与具有比系统中现有摄像机相同或更大的光学格式的CMOS图像传感器使用。
自适应分辨率如何工作?
所使用的图像缩放算法涉及固有的新图像传感器像素阵列的2D重新采样,即图像。 重新采样过程被实现为两个连续的1D量表操作的级联(第一个垂直行动,然后是水平,反之亦然)。 1D重采样操作是通过多相滤波器执行的。 所选过滤器可保留清晰度,并限制噪声和伪影。
自适应分辨率的演示
为了展示自适应分辨率,我们使用ICX674 CCD传感器比较ADIMEC的TMX7-DHD摄像头,具有4.54μm平方像素大小,使用3.45μmSquare Pixel的技术,使用Sony’s IMX250 CMOS Image Sony的IMX250 CMOS Image传感器,使用自适应分辨率技术, 虚拟像素大小为4.54μm。 图1中的灰色区域表示两个图像传感器的物理区域的重叠。 这种大小(以毫米为单位)确定视场(FOV)。 数字算法模仿了相机的4.54μm像素大小和操作,就好像是ICX674 CCD摄像头一样。 结果是具有相同FOV和相同数量像素和像素大小的相机。 \ [注意:在此比较中,IMX250图像传感器的物理大小比TMX7-DHD图像传感器的物理大小稍小,该大小将分辨率降低到1874×1080而不是完整的1920×1080。
图1:Sony IMX674和IMX250相机的自适应分辨率的示意图。
图2:TMX7-DHD CCD摄像头(4.54 UM像素) - TMX50 CMOS(4.54UM自适应分辨率)
图3。具有自适应分辨率的TMX7 -DHD和TMX50
在图2中比较了具有相同图像场景的视觉结果。 图3的点。
因此,我们看到了自适应分辨率的图形演示,从而收获了CMO的好处,并避免了与较小的像素大小相关的新光学器件的成本。
Source: Upgrade image system performance without changing optics – forget pixel size