工業(yè)相機芯片開窗的不同模式對比

隨著工業(yè)相機的普及，大家對芯片AOI技術(shù)的認識也越來越深刻，可是仍然有很多人弄不清楚，本文即旨在幫助大家徹底弄清楚ROI、BIN、SKIP 這幾種sensor開窗的不同模式。

首先，工業(yè)相機常用的開窗方法當屬ROI模式(Region of interest)，ROI是在成像應(yīng)用中，在相機傳感器分辨范圍內(nèi)定義一個或多個感興趣的窗口區(qū)域，僅對這些窗口內(nèi)的圖像信息進行讀出，只獲取該局部區(qū)域的圖像。設(shè)定較小的ROI區(qū)域可以減少相機傳送及計算機需要處理的圖像信息量，并提高相機的采集幀率。這一技術(shù)無疑是非常有用的，因為工業(yè)相機一般提供4:3的分辨率窗口，然而在實際檢測中，常常只用到縱向分辨率的一部分，如果相機具備ROI功能，那么我們就可以去掉自己不感興趣的數(shù)據(jù)部分，從而大大提高傳輸和處理的效率。MV-EM系列/MV-USB2.0系列工業(yè)相機都使用了這種開窗模式，可方便使用者對圖像的靈活應(yīng)用和后期處理。

當然，ROI模式也存在其自身的局限性。首先，這種技術(shù)只能由CMOS芯片提供，CCD不存在ROI技術(shù)實施的條件，因為CMOS圖像傳感器的類似計算機內(nèi)存DRAM的簡單X-Y尋址的信號讀出方式，允許CMOS從整個排列、部分甚至單個像元中讀出信號。其次，由于ROI模式是直接截取原芯片上的一部分，所以視野范圍和感光性都會對應(yīng)的減小。

接下來我們要介紹的是SKIP(Skipping mode),這種模式就是按照一定的規(guī)律，把想要的數(shù)據(jù)采集上來，把其余的數(shù)據(jù)扔掉。如下所示，column skip 2 row skip 2 留下的就是白色的像素，把黑色的像素丟掉。

從圖中可以看出，

這種模式會改變原有像元之間的相鄰關(guān)系，所以對Bayer彩色的相機來說，會造成一定的顏色失真，所以它常見的應(yīng)用就是預(yù)覽，在工業(yè)實際中應(yīng)用并不多。

第三種BIN(binning mode)，就是把相鄰的像素合成一個像素，然后再輸出。如下所示，2 bin to 1 所有的像素都參與了新像素的生成。

Binning是一種圖像讀出模式，將相鄰像元感應(yīng)的電荷加在一起，以一個像素的模式讀出。Binning分為水平方向Binning和垂直方向Binning，水平方向Binning是將相鄰行的電荷加在一起讀出，而垂直方向Binning是將相鄰列的電荷加在一起讀出。Binning這一技術(shù)的優(yōu)點是能將幾個像素聯(lián)合起來作為一個像素使用，提高靈敏度和輸出速度，降低分辨率，當行和列同時采用Binning時，圖像的縱橫比并不改變，當采用2:2Binning，圖像的解析度將減少75%。

這種模式與ROI相比大的好處就是不會降低參與成像的像元數(shù)量，因此不會降低感光度，所以，在低照度條件下，選擇binning模式圖像效果會更佳。