Методика расчета светочувствительности сенсоров изображения ON Semicondutor измерение ISO
Датчик изображения ON Semicondutor измерение ISO
Измерение ISO для видео техники, в том числе для приложений безопасности видеокамеры наблюдения.
Существует множество способов описать чувствительность системы
визуализации к свету. Традиционно чувствительность
цифрового датчика изображения — определяется с точки зрения его квантовой
эффективности − числа электронов, генерируемых для каждого
падающего фотона. Также обычно измеряют чувствительность
или выход в вольтах, генерируемых во время воздействия ( Дж/см2).
В некоторых случаях экспозиция определяется в фотометрических единицах
(люкс × секунды).
Традиционно чувствительность пленки определялась в терминах
скорости или “ISO”. ISO дает индекс экспозиции, при котором достигаются
заданные параметры качества изображения.
Индекс экспозиции определяется по формуле:
| E= | 10 |
||
|
H |
*(eq. 1), где ‘H’ - экспозиция в люксах × с.
Поскольку часто бывает полезно сравнивать цифровые
системы обработки изображений с обычными фото системами на основе галогенида серебра
, были разработаны стандарты, позволяющие
измерять ISO для цифровых систем обработки изображений. Использование
определенного значения скорости ISO в качестве индекса экспозиции на
электронной фотокамере должно привести к одной и той же фокальной плоскости
экспозиция, которая была бы получена с использованием этого индекса экспозиции на
пленочной камере.
2. Существует два основных типа ISO: основанный на насыщении и основанный на шуме.
ISO на основе насыщения также называют‘базовым ISO".
Тип ISO, представляющий интерес, зависит от конкретного приложения. В приложениях, где
контролируются условия освещения, таких как студийная фотография,
настройки индекса экспозиции выбираются таким образом, чтобы получить наилучшее изображение,
при этом блики изображения падают чуть ниже уровня насыщенности.
Эта ситуация воздействия описывается ИСО на основе насыщения.
Когда ожидаются более низкие, чем идеальные условия освещения
, ISO на основе шума более полезен. В этом расчете для расчета ISO используется отношение сигнал / шум (SNR), которое дает разумное изображение для интересующего приложения.
Этот тип ISO соответствует максимальному EI . установка для достижения этой составляющей
Соотношение сигнал / шум. В фотографии принято обозначать SNR = 40
как "отличное изображение" и SNR = 10 как "приемлемое изображение" и вычислять соответствующий шумовой ISO для каждого из них.
ISO полупроводниковых датчиков изображения
определяется путем прямого измерения и применения
следующая формула:
ISO
| ESO= | 15.4 x f#2 |
||
|
L x t |
Где ‘ISO’ представляет базовый или основанный на насыщенности ISO,
"f#" - эффективное число f объектива камеры, используемого при
измерении, " L "- яркость 18% - отражателя в
сцене (кд/м2), а " t’ - продолжительность экспозиции в секундах.
Выбор 18% - отражателя несколько произволен, но
обычно в лаборатории имеется 18% - серое пятно, так что
это удобный выбор. Постоянная на фронте
определяется некоторыми предположениями о типичной системе
визуализации − 90% пропускания объектива, коэффициент виньетирования
0,98, и точка изображения, которая находится на 10° от оси, которая складывается
в 4 часть расчета фактической экспозиции на плоскости изображения.
Для измерения яркости сцены освещение изменяется до
тех пор, пока камера не выдаст среднее значение, равное 18/106
полной шкалы при изображении 18% отражающей поверхности. Во время
этой настройки время экспозиции остается постоянным. Полная шкала -
это либо то, где насыщается тепловизор, либо то, где находится камера.
АЦП достигает своего максимального значения, что бы ни произошло раньше.
Использование числа 106 не является произвольным − это означает, что
хотим таким образом обеспечить коэффициент отражения до 106% для бликов
изображения.
Очень требовательные приложения могут нуждаться в
большем запасе для основных моментов, и поэтому могут использовать более высокое
число при расчете базового ISO.
Яркость сцены измеряется светометром в
кд/м2 и вводится в уравнение с числом f и временем
интегрирования. Для системы цветного изображения
измерение ISO выполняется на самом быстродействующем
канале − зеленом для RGB-тепловизора.
Это измерение зависит практически от всего −
объективы, ИК- фильтры, настройки усиления и смещения камеры,
отображение выходного напряжения на АЦП-вот лишь
некоторые из них. Поэтому позаботьтесь о том, чтобы система камер была настроена именно так, как
она будет использоваться в конечном приложении.
Датчик изображения KAF-16801, 16
−мегапиксельный полнокадровый ПЗС−датчик изображения с 9−микронными пикселями, массивом
красно-зелено-синих R, G, B, цветовых фильтров и отсутствием микролинз, имеет
базовый ISO чуть более 100, предполагая требовательный
допуск отражения 170% для бликов или базовый ISO около 62
предположим, 106%. Этот ISO более чем достаточен для условий
студийного освещения, при которых
обычно используется этот датчик.
объективы, ИК- фильтры, настройки усиления и смещения камеры,
отображение выходного напряжения на АЦП-вот лишь
некоторые из них. Поэтому позаботьтесь о том, чтобы система камер была настроена именно так, как
она будет использоваться в конечном приложении.
Датчик изображения KAF-16801, 16
−мегапиксельный полнокадровый ПЗС−датчик изображения с 9−микронными пикселями, массивом
красно-зелено-синих R, G, B, цветовых фильтров и отсутствием микролинз, имеет
базовый ISO чуть более 100, предполагая требовательный
допуск отражения 170% для бликов или базовый ISO около 62
предположим, 106%. Этот ISO более чем достаточен для условий
студийного освещения, при которых
обычно используется этот датчик.
Стандарт Международной организации по стандартизации
12232, Фотография – Электронные-Прежнему Фотоаппараты –
Определение скорости ISO. (См. Международный
Организация по стандартизации, www.iso.ch)
Дополнительная литература
Методика оценки светочувствительности датчиков изображения разработанных Sony для приложений безопасности собственных чипов Sony
Патент Sony: методика оценки индекса светочувствительности для собственных CMOS сенсоров изображения Sony STARVIS CCTV индекс SNR1s=[Lux], основанная на соотношении сигнал / шум
-340x465.png)