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图像性能和 EMVA 1288

由于传统使用的规格和方法不一致,基于图像性能评估高速摄像机很大程度上是一种定性分析。这种方式在涉及到光灵敏度和比较不同制造商的相机时存在问题。通常情况下,用户将不同相机并排放置,观察哪款相机呈现的图像更明亮,以此作为标准来衡量相机的光灵敏度。这种做法在科学中并不严谨,且会导致错误的结论。

EMVA 1288 是由欧洲机器视觉协会建立的一种电子标准,旨在通过科学方法表征工业相机传感器的性能。该标准提供了用于生成 EMVA 1288 报告的测试参数和设备,并定义了用于评估不同相机之间图像性能的方法。

EMVA 1288 数据表和结论表述如下:

  • 传感器规格,包括:像素大小,满像素分辨率,快门类型(全局快门或滚动快门)
  • 测试参数,包括:相机帧速率,曝光,环境信息和用于报告的光源波长
  • 光子转移和信噪比(SNR)曲线
  • 官方 EMVA 1288 测量结果

了解 EMVA 1288 的关键参数:

指标

单位

描述

量子效率 (QE×FF)

%

在指定波长(λ)下转换为电子的光子数量百分比。量子效率(QE)越高,光灵敏度越高。参考传感器的光谱响应曲线以找到特定波长下的精确量子效率(QE)非常有用。EMVA 量子效率(QE)与填充因数(FF)相匹配。

暂态暗噪声

e-

又名:读出噪声,这是当传感器上没有入射光(即镜头盖盖上)时图像中存在的噪声。较低暂态暗噪声与更好的动态范围、卓越的低光性能以及整体更佳的图像质量相关,从而实现更准确的图像分析。

信噪比(信噪比最大值)

dB

信号功率和噪声功率之比。信噪比越高,信号质量越好,且能够分辨光线的微小变化。

绝对灵敏度阈值

p

一个像素产生与噪声相当的信号所需的光子数量。绝对灵敏度阈值越低,传感器在低光应用中识别细节的能力越好。

饱和容量

Ke-

又名:满阱容量(FWC),这是像素能够存储的电荷量。较高的饱和容量与传感器较高的最大信噪比有关。由于光子散粒噪声造成信噪比与 FWC 的平方根呈现趋势。

动态范围

dB

最大像素信号(或 FWC)与读出噪声之间的比率。由于能够解析图像中的精细灰度特征,包括暗电平中的细节,较高动态范围可以产生更佳图像质量。12 位图像的动态范围可达 72 dB。

Vision Research Phantom 相机产品彩页中新增 EMVA 1288 规格参数,相关 EMVA 摘要可供下载*

*可能不适用于 2023 年之前推出的相机