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工业相机曝光和增益的一些基本概念

简介:

工业相机工作过程中曝光(Exposure)是图像传感器进行感光的过程。在曝光过程中,CCD/CMOS收集光子并转换成电荷;曝光结束后,CCD/CMOS通过一定的方式将电荷移出。从光曝光对照片质量的影响很大,如果曝光过度,则照片过亮,失去图像细节;如果曝光不足,则照片过暗,同样会失去图像细节。控制曝光就是控制总的光通量,也就是曝光过程中到达CCD/CMOS表面的光子的总和。
工业相机
朗锐智科(www.loongv.com)总结,影响曝光的因素有三个:
光圈。光圈控制光线进入的通路的大小,光圈越大,则单位时间的光通量越大,光圈越小,则单位时间的光通量越小。
曝光时间。也就是快门速度。在数码相机中,可以采用电子快门,也可以采用传统的机械快门。快门速度和光圈大小是互补的,比如,为了加更多的光可以进来。
增益。经过双采样之后的模拟信号的放大增益。由于在对图像信号进行放大的过程中同时也会放大噪声信号,因此通常把放大器增益设为最小,
曝光和增益是直接控制传感器(CCD/CMOS)上读出来的数据,是要优先调节的,以调节曝光时间为主。在不过曝的前提下,增加曝光时间可以增加信噪比,使图像清晰。当然,对于很弱的信号,曝光也不能无限增加,因为随着曝光时间的增加,噪音也会积累, 曝光补偿就是增加拍摄时的曝光量。
增益一般只是在信号弱,但不想增加曝光时间的情况下使用,一般相机增益都产生很大噪音。工业相机在不同增益时图像的成像质量不一样,增益越小,噪点越小;增益越大,噪点越多,特别是在暗处。数码相机的ISO就是这里说的增益,增大ISO,是增加感光器件对光的灵敏度。高感光度对低光照灵敏,同时对噪杂信号也灵敏,信噪比小,所以高感光度噪点也多(可利用图片软件的降噪功能减轻或去除)。
调节亮度增益说白了就是改变ISO,改变CMOS传感器的感光性能,但是会影响到画质。调节曝光补偿则是为了改变快门速度,不改变ISO不会影响画质。
工业相机不同增益时图像的成像质量不一样,增益越小,噪点越小;增益越大,噪点越多,特别是暗处。增益在工业相机中叫增益,在民用数码相机、单反中,有一个更常用的名字叫ISO。ISO越大,则增益越大,图像的噪声也越多。而评价各厂商的相机产品时,往往后评价其在高增益条件下的成像质量如何。
增益一般只是在信号弱,但不想增加曝光时间的情况下使用。一般相机增益都产生很大噪音的,所以几乎不怎么用。其中曝光和增益是直接控制传感器(CCD/CMOS)上读出来的数据,是要优先调节的,以调节曝光时间为主。不过曝的前提下,增加曝光时间可以增加信噪比,使图像清晰。软件上有个选项可以把过曝的区域显示出来。当然,对于很弱的信号,曝光也不能无限增加,因为随着曝光时间增加,噪音也会积累。所谓冷CCD就是靠降温减少噪音,从而可以长时间曝光拍摄弱信号。

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