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文档简介
1、相机增益对图像亮度及噪音影响的定量分析 整理人:孙荣 相机增益:数字相机及图像处理专业常使用 dB 表示其增益,但我们在使用中,往往忽 略了 dB 的实际意义。单位 dB(Decibel,分贝 ,用来表示两个量的相对大小关系。在工程应用中, 经常替代具体的比值出现。 目的是把一个很大 (后面跟一长 串 0的或者很小(前面有一长串 0的的数比较简短地表示出来。也可以理解 为根据具体的应用,将比值结果重新量化定义。图像传感应用中, dB 的定义方式为:20log (甲 /乙 =( dB 其中 log x 是以 10为底的对数。当然,在其他领域也有不同的定义方式,如功率上为:10log (甲 /乙
2、=( dB 其中 log x 是以 10为底的对数。类似的还有,单位 bit (有效位数 的定义方式为 :lg (甲 /乙 =( dB 其中 lg x 是以 2为底的对数。鉴于对数的相关计算比较复杂和抽象,我们根据图像传感应用中的 dB 定义 方式,将各类技术文档中经常出现的±10dB 换算为常规的比值数据,便于理解 和使用: dB 数与常规比值换算表从表格中可知,当 6dB 时,甲为乙的 2倍; -6dB 时,甲为乙的 0.5倍。 10dB 与 -10dB 相比,甲扩大为原来的 10倍。为了确认上述换算表的正确性, 我们将其与一些资料进行了对比, 并通过实 验进行了简单的验证。资料
3、对比: DALSA PC30 4K相机 DALSA P3 8K相机 Chromasense 4k 相机 由 DALSA 103.163.16倍,与换算表中的数据一致。 Chromasense 4k的技术手册中并未给出各级 dB 下相机的具体参数,但根据 其提供的级数推断, Chromasense 4k 相机的 Analog Coarse Gain 最高支持 2倍 (+6dB的扩展。实验验证:以 DALSA P3 8K黑白相机为例,在各项环境参数相同的情况下,使用模拟增 益 0dB 和模拟增益 3dB 两种状态拍图并分析: 模拟增益 0dB 模拟增益 3dB使用 HALCON 算子 intens
4、ity (Regions, Image : : : Mean, Deviation, 对两幅图像 中心相同区域的均值和方差进行统计: 其中像素的灰度均值可代表图像的 平均亮度 :像素的灰度方差可代表图像的 噪声水平 :初步结论:相机模拟增益是通过调整相机响应度进而影响输出图像亮度的。相机模拟增益对图像亮度的影响, 与我们梳理的表格信息基本一致。 也就是 说今后可以通过当前图像亮度、以及目标图像亮度,反推相机模拟增益的设置, 改变当前完全依靠现场人工调试的状态。同时还可以看到, 通过模拟增益调节图像亮度时, 图像噪声的变化程度与图 像亮度的变化程度是相同的。 也就是说, 当图像中缺陷信号的幅度小于或近似于 噪音信号时, 通过
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