基于linlog技術擴展傳感器動態范圍的高速相機
在photonfocus linlog技術誕生之前,市面上常規工業相機的感光芯片(CCD or CMOS)的量子積分時間響應都是線性的,其動態范圍主要取決于感光芯片像素的最小信噪比和最大滿阱容量這兩種參數。常規工業相機的動態范圍在40dB到60dB之間,人眼的動態范圍是對數性的,動態范圍可達180dB,即1,000,000,000:1,是一套天然的優異的視覺系統。
在焊接檢測,強光背景的入侵檢測,大動態范圍圖像獲取應用下,一款大動態范圍的高速相機是非常必要的。
隨后,當第一個具有對數響應特性的CMOS圖像傳感器出現時讓業界非常興奮,它主要由光敏二極管、負載管、源跟隨器和行選通管組成,負載管柵極有一恒定偏置電壓,該像素單元輸出信號與入射光信號強度呈對數關系。但是,對數響應特性的CMOS圖像傳感器也存在一定缺陷:
1) 無整體電子快門(無法獲取高速運動圖像)、
2) 圖像遲滯效應(無法在視場變化劇烈中應用)、
3) 溫度效應(熱穩定性差,需要校準)。
Photonfocus大動態范圍高速相機采用其專利Linlog技術能夠完全克服上述缺陷,global shutter的像素電子快門可以獲取高速運動中的圖像;電荷存儲區獨立的復位電極可以消除圖像遲滯效應;Linlog技術:只壓縮圖像接近飽和及飽和區域的響應,保留圖像在低照度區域的靈敏度和線性,保證低照度區域圖像的質量,擴展整個傳感器的動態范圍,可達120dB,在業界處于獨一無二的領先地位。
圖一photonfocus Linlog時間響應曲線
說明:圖一為photonfocus Linlog技術響應曲線,從圖中發現采用Linlog技術隨著光照強度增大,灰度值變化明顯比線性響應變化緩,采用Linlog技術的CMOS相機在高亮度區域能提高圖像的視覺效果,且可以根據實際的應用環境和檢測的要求來調整Linlog參數以獲得最優質高亮度圖像。
1. Photonfocus大動態范圍高速相機拍攝案例a
圖三使用photonfocus Linlog技術拍攝
說明:圖二是不使用photonfocus Linlog技術相機在獲取窗戶亮度圖像,從圖中可以發現窗戶外的景象完全看不到;圖三是在使用Linlog技術獲取窗戶高亮度圖像,窗戶外的景象可以看清。通過兩圖中窗戶高亮度區所獲得圖像對比,發現使用Linlog技術拍攝在高亮度區域仍能獲取清楚的圖像。
評論