När du konfigurerar en kamera finns det ett antal sätt att göra bilden ljusare: öka exponeringstiden, öppna objektivets iris eller öka kamerans analoga förstärkning. Varje applikation har vanligtvis gränser för varje parameter. Till exempel kan en ökning av exponeringstiden göra rörliga objekt för suddiga för bilden. Att öppna linsens bländare minskar kamerans skärpedjup (vissa linser har inte heller möjlighet att ändra bländaren). Och att öka den analoga förstärkningen ökar bruset i bilden.

experimentet

i följande experiment ställer vi in varje identisk objektivöppning till f/16 för att skapa en mörk scen för kamerorna. Vi avbildade sedan ett upplösningsmål med två olika kameror (Lumenera Lt425C och Lumenera Lt965RC) för att visa effekten av kamerans känslighet på exponeringstid och förstärkning som krävs för att uppnå liknande resultat. Eftersom vi arbetade med en mörkare scen kommer vi också att kunna observera den inverkan som gain har på buller.

nedan är en tabell som jämför båda kamerorna i relevanta områden som undersöktes.

Lumenera Lt425C-kameran har större pixlar och är därför känsligare än Lumenera Lt965RC-kameran. Det betyder att det kräver mindre ljus än Lt965RC för att producera en bild med liknande ljusstyrka med samma kamerainställningar.

nedan visas två beskurna bilder av upplösningsmålet som tagits med varje kamera. Målets vita Bakgrund markeras av den röda rektangeln i experimentinställningsbilden ovan. De fångades båda med en analog förstärkning på 3,2 och en bländare på f/16. Exponeringstiden som användes för Lt425C var 23,5 ms och 91 ms för Lt965RC. En digital vinst på 4 lades till båda bilderna för att hjälpa det mänskliga ögat att se de visuella data.

som förväntat producerar Lt425C en bullrigare bild på kortare tid eftersom den är känsligare än Lt965RC och har en högre läsbullernivå.

om en situation uppstår där exponeringstiden inte kan överstiga en viss varaktighet, skulle kamerans analoga förstärkning behöva ökas för att skapa två bilder av matchande responsivitet. För att illustrera detta sattes exponeringstiden för Lt965RC till 23.5 ms och dess förstärkning ökade till 9.2 för att bibehålla samma scenljusnivå som den första bilden som tagits av Lt425C. resultaten av dessa förändringar kan ses nedan i den beskurna bilden av samma område som ses i de tidigare bilderna (digital förstärkning av 4 tillsatt, återigen).

om man jämför alla tre bilderna kan man se att när förstärkningen läggs till i en bild förstärks också bruset. Detta ses numeriskt av ökningen i intervallet mellan minsta och maximala pixelvärden såväl som i bildens varians.

resultaten

resultaten av experimentet visar att ökning av kamerans förstärkning ökar bruset i bilden. Beroende på applikationen kan detta vara en acceptabel avvägning baserat på kraven på kamerans bländare och slutartid. Det enda sättet att ytterligare minska bullret är att faktiskt välja en kamera med mindre brus.

Läs mer

om du har några frågor, kontakta våra bildexperter på [email protected].

och anmäl dig till vårt nyhetsbrev för att automatiskt få regelbundna uppdateringar från Lumenera.