相機中的一些常見參數及相關概念


圖像傳感器

  圖像傳感器是利用光電器件的光電轉換功能將感光面上的光像轉換為光像成相應比例關系的電信號。與光敏二極管、光敏三極管等光敏器件相比,圖像傳感器是將其受光面上的光像,分成許多小單元,將其轉換成可用的電信號的一種功能。

  CCD:CCD是應用在攝影攝像方面的高端技術元件,CMOS則應用於較低影像品質的產品中,它的優點是制造成本較CCD更低,功耗也低的多。盡管在技術上有較大的不同,但CCD和CMOS兩者性能差距不是很大,只是CMOS攝像頭對光源的要求高一些。

  CMOS:即互補性金屬氧化物半導體,主要是利用硅和鍺兩種元素所做成的半導體。

  在計算機領域,CMOS常指保存計算機基本啟動信息(如日期、時間、啟動設置等)的芯片。有時會把CMOS和BIOS混稱,其實CMOS是主板上的一塊可讀寫的並行或串行的FLASH芯片,是用來保存BIOS的硬件配置和用戶對某些參數的設定。

 

圖像信號處理(ISP)

  圖像信號處理,主要是用來對前端圖像傳感器輸出信號處理的單元,以匹配不同廠商的圖像傳感器。

 

相機參數

  白平衡:白平衡,字面意思上的理解是白色的平衡。白平衡是描述顯示器中紅綠藍三基色混合生成白色精確度的一項指標。如果攝像機的色彩調整同景物照明的色溫不一致就會發生偏色,白平衡就是針對不同色溫條件下,通過調整相機內部的色彩電路使拍攝出來的影像抵消偏色,更接近人眼的視覺情況。

 

  銳度:清晰度。

 

  圖像噪聲:圖像噪聲是指存在於圖像數據中的不必要的或多余的干擾信息,圖像中各種妨礙人們對其信息接受的因素即可稱為圖像噪聲。

 

  FPS:FPS是圖像領域中的定義,是指畫面每秒傳輸幀數,通俗來講就是動畫或視頻的畫面數。FPS是測量用於保存顯示動態視頻的信息數量。每秒鍾幀數越多,所顯示的動作就會越流暢。通常,要避免動作不流暢的最低幀率是30秒,某些計算機視頻格式,每秒只能提供15幀。

 

  幀率:每秒顯示幀數。

  最大幀率/行頻:即相機采集傳輸圖像的速率。

  對於面陣相機一般為每秒采集的幀數,對於線陣相機為每秒采集的行數。

  

  相機采集圖像包括兩個截然不同的部分,第一部分是曝光,曝光完成后進行第二部分的readout過程即從傳感器的寄存器讀出數據並傳送出去。

  幀周期 = 曝光時間 + 讀圖時間(整幀像素點讀出來),幀率減小,幀周期增大,readout讀圖時間固定,則曝光時間增大,圖像變亮。

 

  曝光和增益是直接控制傳感器(CCD/CMOS)上讀出來的數據,是要優先調節的,以調節曝光時間為主,在不過曝的前提下,增加曝光時間可以增加信噪比,使圖像更清晰。當然,對於很弱的信號,曝光也不能無限增加,因為隨着曝光時間的增加,噪音也會積累,曝光補償就是增加拍攝時的曝光量。

  增益一般只在信號弱但不想增加曝光時間的情況下使用,一般相機增益都產生很大噪音。工業相機在不同增益時圖像哦啊的成像質量不一樣,增益越小噪點越小;增益越大,噪點越多,特別是在暗處。

 

  飽和度(saturation):飽和度指色彩的鮮艷程度,也稱色彩的純度。飽和度取決於該色中含色成分和消色(灰色)成分的比例。

 

  Gamma曲線:Gamma曲線是一種特殊的色調曲線,當Gamma的值等於1時,曲線與坐標軸成45度的直線,這個時候表示輸入和輸出密度相同,高於1的Gamma值將會造成輸出暗化,低於1的Gamma值將會造成輸出亮化。

 

  WDR:寬動態范圍,指可以有更大的曝光寬容度,也就是說在高反差的環境下(例如逆光下的人臉),它可以拍下更多的細節,讓人臉不是全黑,背景又不會死亮到過曝等等。

 

  ROI:ROI是在成像應用中,在相機傳感器分辨范圍內定義一個或多個感興趣的窗口區域,僅對這些窗口內的圖像信息進行讀出,只獲取該局部區域的圖像。設定較小的ROI區域可以減少相機傳送及計算機需要處理的圖像信息量並提高相機的采集幀率。

 

  工業相機常見曝光方式區別(全局曝光和卷簾曝光)詳見鏈接http://www.csray.com/NewsDetail/712242.html#

 

  integration time 積分時間

  當光源周期與integration time成整數倍時,才不會產生flicker integration time 即積分時間是以行為單位表示曝光時間(exposure time)的,比如說INT TIM為159,就是指sensor的曝光時間為159行,兩者所代表的的意思相同,都是表示sensor的曝光時間,但integration time 是一個相對的概念,即以行為單位,而每行所占的絕對時間與pclk的時鍾頻率和每一行包含多少pclk(行長)有關,而expore time 則是指sensor曝光的絕對時間,

  兩者換算關系如下:exposure time = integrationtime  *  行長/pclk頻率。

 

  GLB GAIN就是全局增益,是調節圖像的整體亮度的GAIN值。而R/B/G/ GAIN是AWB中用到的概念,針對三原色進行調節,是為了調整色偏用的。


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