Le pixel binning, késako ?

LE PIXEL BINNING, KÉSAKO ?

POURQUOI LA TECHNIQUE DU PIXEL BINNING

Avant de voir le fonctionnement du pixel binning, il est essentiel de comprendre pourquoi les smartphones adoptent cette technique.

On le sait, plus un capteur est grand, plus il capte la lumière. Plus la quantité de lumière reçue par le capteur est importante, plus le signal électrique transmis est intense. L'intensité du signal découle non pas uniquement du nombre de pixels mais de la surface du capteur, du nombre de pixels produits et de la densité de pixels au mm² (voir article : capteur).

Un smartphone est équipé de très petits capteurs, or, les fabricants pour séduire un large public adepte de la formule "plus il y a de pixels, meilleure est la qualité de l'image", multiplient les pixels en augmentant le nombre de photosites sur le capteur, d'où une plus forte densité au mm² (plus la densité augmente moins les photosites sont sensibles à la lumière). Les signaux électriques devenant plus faibles, ils transmettent alors au processeur les informations avec moins de précision : gestion difficile de la plage dynamique entre les hautes et basses lumières et bruit numérique.

Pour palier cet inconvénient, les fabricants adoptent la technologie du pixel binning (groupement de pixels).

Le choix d'équiper un smartphone de deux voire trois capteurs, dont un avec pixel binning, est nettement moins coûteux que d'équiper l'appareil avec un capteur plus grand

FONCTIONNEMENT DU PIXEL BINNING

Le binning est une technique consistant à associer plusieurs pixels adjacents pour former un pixel plus grand, dans le but d'améliorer les qualités d'une photo en particulier dans la gestion des hautes et basses lumières et obtenir un meilleur rapport signal/bruit. Les valeurs du nouveau pixel sont constituées à partir des valeurs de chaque pixel du groupe.

pixel binning 4 en 1

PB4

pixel binning 16 en 1

PB16

Exemples

Sony Xperia 5V (840€) Capteur 1/1,35"

48 Mpx (taille pixel 1,12 μm)

pixel binning 4 en 1 (taille pixel : 2,24 μm)

48 Mpx deviennent après regroupement un fichier image de 12 Mpx

Xiaomi Redmi Note 13 Pro (360€)

Capteur 1/1,4"

200 Mpx (taille pixel : 0,56 μm) -

Super Pixel 16 en 1 (taille pixel : 2,24 μm).

De fait, les 200 Mpx deviennent après regroupement un fichier image de 12,5 Mpx.

Xiaomi 14 (1000€)

Capteur 1/1,31"

50 Mpx (taille pixel : 1,12 μm)

Super pixel 4 en 1 (taille pixel : 2,24 μm)

50 Mpx deviennent après regroupement un fichier image de 12,5 Mpx.

Samsung S24 (900€)

Capteur 50 Mpx

Aucune communication sur la taille du capteur, la taille des pixels, l'utilisation (ou pas) du pixel binning

Google Pixel 8 pro (1100€)

Capteur (martice quad Bayer avec technologie Octa PD) 1/1,31"

50 Mpx (taille pixel : 1,2 μm)

La technologie du pixel binning compense certains défauts inhérents à la petitesse des capteurs, cependant elle ne permet pas de rivaliser avec un grand capteur (exemple Canon EOS R6 : capteur 24x36, 20 Mpx, taille pixel = 8,6 μm)

CHOIX DE LA PRIORITÉ : NOMBRE DE PIXELS OU TAILLE DES PIXELS ?

Le nombre de pixels détermine la définition : définition d'un écran, d'une image (et non la résolution qui concerrne le nombre de pixels (ou points) sur une unité de longueur (pouce) et s'exprime en PPP (Pixels Par Pouce) ou DPI. On parle de résolution pour une imprimante, un scanner.

définition 8k : 7680 x 4320 = 33177600 pixels

définition 4k : 3840 x 2160 = 8294400 pixels

Le surplus de pixels s'avère inutile dans la majeure partie des utilisations (sauf agrandissement d'une petite zone de l'image avec un zoom important ou tirage sur un grand format (affiche, poster).

La taille des pixels est liée à la densité des photosites au mm² : plus ils sont petits, moins les détails sont précis.

En résumé, posséder un appareil avec un nombre exorbitant de pixels (200 Mpx) n'apporte pas un réel avantage. Mieux vaut alors préférer un appareil avec un capteur de 8 ou 12 Mpx avec une taille minimale des pixels = 2,24 μm.

N'oublions pas, d'où provient la lumière captée par les photosites ? De l'objectif de l'appareil. La qualité d'une photo dépend donc de l'objectif (diffusion de la lumière sans diffraction, distorsion, dispersion, aberrations ....) du capteur (nombre et taille des pixels) et du processeur dont les algorithmes traduisent les signaux reçus pour former l'image. En somme, la course aux pixels est un leurre commercial. L'enjeu pour les constructeurs réside dans l'innovation des nouvelles technologies qui atténuent, à moindre coût, les faiblesses des petits capteurs.