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技术趋势
Technology Trends
如 Imperx 公司相机开发总监 Jim DiBella 所指出的，使 EMCCD 通道处理过的像素上。”然后，通过对所有像素
用 KAE-02150 图像传感器进行相机设计，并非一项轻松 数据进行合并，就能得到一幅高动态范围的图像。
的工作。从 KAE-02150 的数据手册（http://bit.ly/VSD- 当然，要显示这种高动态图像，即便是具有最高
ONSemi）中可以看出，该器件采用了一种象限输出的架构 动态范围的显示器也是无法做到的。为了观看这种高
从 CCD 中读取像素。 动态范围图像，可用使用非线性伽马校正，将 19 位图
在输出通路的每一级，一个水平输出寄存器对来自 像转换成 8 位图像以便显示。“这种图像通常不用于
器件中每个象限的像素进行移位（见图 1）。随后，使用 图像分析（图像处理算法要用于具有全动态范围的图
一个输出放大器对每个像素采样，再由 FPGA 器件将像 像），而仅仅是作为一种工具，让操作人员能够观察到
素数字化为 12 位数值，并存储在相机内部的 FPGA 中。 图像。”DiBella 说。
为了让相机产生宽动态范围，具有低光值的像素被移入 Imperx 公司在其型号为 Puma P1940 的 Camera Link
EMCCD 以提高增益，经数字化后传送给 FPGA ；而那些 相机中采用了 KAE-02150 图像传感器，使其能作为一台
具有相对高亮度值的像素，则绕过 EMCCD，再经数字化 标准的机器视觉相机使用，能以高达 60fps 的帧率传输
后存储到 FPGA 中。为了选择哪些像素需要被 EMCCD 放 1920×1080×12-bit 的图像。“然而，由于 EMCCD 器件
大，需要读取像素的原始值，并在 FPGA 中设定阈值，以 工作在 20MHz，当相机工作在高动态范围模式下时，其
将像素送入合适的处理通道。 帧率将被限制在 30fps。”DiBella 补充说。继 Puma P1940
“ 两种 类型 的像 素值 都会 被数 字为 12 位数 相机之后，Imperx 公司还将基于安森美半导体公司的
值，”DiBella 说，“然而，为了获得 19 位的有效高动态范 KAI-08151 810 万像素图像传感器，开发一款高分辨率
围，由 EMCCD 施加的增益也必须应用到那些不曾通过 EMCCD 相机。
20 May/Jun 2017 视觉系统设计 Vision Systems Design China
