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Adimec高满阱容与高动态范围相机的对比


时间:2020-02-25

应用领域:机器视觉


   通常在描述相机要素时,会同时提到高满阱容和高动态范围。而实际上它们的定义并不相同。例如在Adimec,我们有高满阱容的相机,但是如果您正在寻找高动态范围的机器,那么这可能并不是最合适的选择。两者的区别在什么地方,该如何做出选择呢?

1、高满阱容和高动态范围的区别在哪里?

   他们的主要区别是噪声!动态范围的定义全由暗噪声区分。因此,具有高像素满阱容但也具有高噪声的相机是不具有高动态范围的特征。

   让我们看一个例子。CMOSIS有一个200万像素的高满阱传感器,CSI2100,这个传感器可以在我们的Q-2HFW相机中找到。它的满阱容量约为2 Me-.这个传感器的暗噪声大约是945 e。因此,它的动态范围约为66dB(20 *log[2 me- / 945 e-])。

   现在我们可以把它和一个普通的200万像素的传感器进行比较。在规范中,我们发现一个13,500 e的满阱和一个13 e的暗噪声。因此,动态范围为60 dB。所以在像素满阱相差148倍时,动态范围仅相差2倍(6 dB)。

   该CMV2000甚至有一个高动态范围(HDR)模式,根据规格扩大动态范围高达90dB。假设噪声不变,这个90 dB的动态范围相当于400,000 e-的全阱。当动态范围较高时,与高满阱传感器相比,这是小5倍。请注意,我们所说的等效像素满阱是指13.500 e的实际满阱不变。更高的动态范围是通过像素电子电路中的设置来实现的。

2、什么情况下适用高像素满阱相机或高动态范围相机?

   高像素满阱传感器,它是专为散粒噪声限制测量以及您对隐藏在大而明亮的背景中的小信号感兴趣的情况而设计的。大而明亮的背景基本上是你信号的一部分。如果您总是在传感器几乎饱和的情况下工作,将会获得最佳结果。典型信号如下图所示:


   出现这种情况的示例测量方法有白光计量、外差检测和光学相干层析成像。

   当您对低强度信号和高强度信号感兴趣时,即您需要高对比度,这就需要高动态范围。同样,这可以通过如下的一幅图像得到最好的解释:

   如果非反射元件旁边有高反射元件,这种信号就会出现:金属元件和塑料元件。

   总而言之:高动态范围不等同于高满阱,而相机是可以对这两者进行优化的。当您有大量主要携带真实信号的光线时,高满阱是个重要条件。而如果您对高对比度更感兴趣,即亮光和低光信号同时出现的情况,那么高动态范围就是更重要的选择。