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技术趋势
Technology Trends

工业相机
现代工业相机呈现高动态范围图像

文/Oliver Fleischmann，The Imaging Source映美精相机

分辨率和帧率通常是挑选一台合
适的工业相机的典型标准，当然相机
的感光动态范围也日趋重要，尤其是
选择面向汽车工业的工业相机时。特
别是在真实场景中有大量亮度变化的
情况（如开车），将受益于由宽动态
感光组件所提供的优点。
举例来说，当一辆汽车驶离隧道
进入明亮的日光照明环境中时，低动
态范围的感光组件一般只能提供过度
曝光或曝光不足的图像，可能会损失
某些区域细节的信息。假使辅助驾驶
系统依赖这个信息做判断，就可能造 图1：细节、对比及杰出的自然颜色：通过IC Measure 多重曝光及图像处理后，所呈现的高动态范围图像。
成致命后果。因此，在特别亮或特别 大电子数，以及像素中的暗噪点（在 没有改变像素大小的情况下，改善像
暗的区域，实现最佳宽动态范围来获 输出电荷时所产生的噪声）。 素设计，同时减少更多暗噪点，从
取重要细节图像，十分必要。 因此，为了增加动态范围，可尝 而获得卓越的动态范围增加。具体
试进一步减少暗噪点或增加饱和容量。 而言，Sony IMX 265 Pregius 感光组
增加动态范围的两种方法 尽管暗噪点取决于感光组件的电 件在 3.45μm 的像素尺寸下，可实现
为了增加最终图像的动态范围， 子特性，如要增加像素饱和能力，仍 70.5dB 的动态范围。
基本有两种方法——改进硬件来增加 可通过较大的像素（因为更多像素表
感光组件的动态范围，以及通过软件 面区域代表暴露于更多光子，产生更 通过算法提升动态范围
算法来改进。CMOS 感光组件的动态 大的电荷）或从本质上提升像素结 除了改良感光组件外，也可以通
范围取决于像素颜色饱和前（饱和能 构来实现。最近，Sony Pregius 感光 过算法方式来提升动态范围。这些算
力），感光组件的像素可以保持的最 组件展示力量令人瞩目的特性 ：在 法改进的根基为使用不同曝光时间来

图2：以不同方式来计算高动态范围图像。(a) 时变曝光：不同曝光时间的两张图； (b) 空间变化曝光：两张图像线，不同曝光时间； (c) 空间变化曝光：另一种
变体，历经四个不同的曝光时间。

视觉系统设计 Vision Systems Design China Jul/Aug 2018 15