工业相机芯片开窗的不同模式对比

随着工业相机的普及，大家对芯片AOI技术的认识也越来越深刻，可是仍然有很多人弄不清楚，本文即旨在帮助大家彻底弄清楚ROI、BIN、SKIP 这几种sensor开窗的不同模式。

首先，工业相机常用的开窗方法当属ROI模式(Region of interest)，ROI是在成像应用中，在相机传感器分辨范围内定义一个或多个感兴趣的窗口区域，仅对这些窗口内的图像信息进行读出，只获取该局部区域的图像。设定较小的ROI区域可以减少相机传送及计算机需要处理的图像信息量，并提高相机的采集帧率。这一技术无疑是非常有用的，因为工业相机一般提供4:3的分辨率窗口，然而在实际检测中，常常只用到纵向分辨率的一部分，如果相机具备ROI功能，那么我们就可以去掉自己不感兴趣的数据部分，从而大大提高传输和处理的效率。MV-EM系列/MV-USB2.0系列工业相机都使用了这种开窗模式，可方便使用者对图像的灵活应用和后期处理。

当然，ROI模式也存在其自身的局限性。首先，这种技术只能由CMOS芯片提供，CCD不存在ROI技术实施的条件，因为CMOS图像传感器的类似计算机内存DRAM的简单X-Y寻址的信号读出方式，允许CMOS从整个排列、部分甚至单个像元中读出信号。其次，由于ROI模式是直接截取原芯片上的一部分，所以视野范围和感光性都会对应的减小。

接下来我们要介绍的是SKIP(Skipping mode),这种模式就是按照一定的规律，把想要的数据采集上来，把其余的数据扔掉。如下所示，column skip 2 row skip 2 留下的就是白色的像素，把黑色的像素丢掉。

从图中可以看出，

这种模式会改变原有像元之间的相邻关系，所以对Bayer彩色的相机来说，会造成一定的颜色失真，所以它常见的应用就是预览，在工业实际中应用并不多。

第三种BIN(binning mode)，就是把相邻的像素合成一个像素，然后再输出。如下所示，2 bin to 1 所有的像素都参与了新像素的生成。

Binning是一种图像读出模式，将相邻像元感应的电荷加在一起，以一个像素的模式读出。Binning分为水平方向Binning和垂直方向Binning，水平方向Binning是将相邻行的电荷加在一起读出，而垂直方向Binning是将相邻列的电荷加在一起读出。Binning这一技术的优点是能将几个像素联合起来作为一个像素使用，提高灵敏度和输出速度，降低分辨率，当行和列同时采用Binning时，图像的纵横比并不改变，当采用2:2Binning，图像的解析度将减少75%。

这种模式与ROI相比大的好处就是不会降低参与成像的像元数量，因此不会降低感光度，所以，在低照度条件下，选择binning模式图像效果会更佳。

审核编辑：汤梓红