滿阱容量是每個(gè)像素可以容納的最大檢測(cè)信號(hào)量,是指物理上多少電子可以放入像素的存儲(chǔ)區(qū)域,并且仍然能被準(zhǔn)確讀,這受相機(jī)像素的物理結(jié)構(gòu)限制。如果一個(gè)像素飽和了,則不再繼續(xù)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,那么圖像的灰度值就不能被準(zhǔn)確地記錄。我們以鑫圖高靈敏相機(jī)Dhyana 95 V2為例,它的像素很大,11微米,它能容納大約10萬(wàn)個(gè)光電子。而更高的滿阱容量通常意味著更高的動(dòng)態(tài)范圍。
?圖1:直觀地顯示了滿阱容量和動(dòng)態(tài)范圍之間的關(guān)系。圖1A:較低的滿阱容量使圖像失去了明亮的信號(hào)信息。圖1B:較高的滿阱容量使圖像獲得從弱信號(hào)到亮信號(hào)的全部信息
當(dāng)圖像傳感器在曝光時(shí)檢測(cè)到光子后,光敏硅就會(huì)將其轉(zhuǎn)換為電子并存儲(chǔ)在像素中,然后被讀出。該像素所能存儲(chǔ)的最大電子數(shù),或是物理存儲(chǔ)空間已滿,或是灰度值達(dá)到了最大值。理想情況下,在設(shè)置好曝光時(shí)間和光照水平后,可以防止這種情況的發(fā)生。然而,如果一張圖像中同時(shí)出現(xiàn)高低信號(hào),那么設(shè)置的曝光時(shí)間過(guò)短或光照水平過(guò)低,就無(wú)法對(duì)圖像的暗部進(jìn)行有效的檢測(cè)或測(cè)量,因?yàn)樵肼晻?huì)干擾微弱的信號(hào)。因此更高的滿阱容量能夠允許更長(zhǎng)的曝光時(shí)間或更高的光照水平,以用來(lái)檢測(cè)微弱信號(hào),同時(shí)又不會(huì)使高信號(hào)飽和。有關(guān)動(dòng)態(tài)范圍的更多信息,請(qǐng)參閱“動(dòng)態(tài)范圍”參數(shù)部分。
如果只是在弱光的條件下工作,或者說(shuō)動(dòng)態(tài)范圍不是您成像的主要考慮因素,那么滿阱容量便不是需要重點(diǎn)考慮的。一些相機(jī)具有多種讀出選項(xiàng)和模式,提供不同的幀速率、噪聲特性和滿阱容量。對(duì)于這些相機(jī),通常需要進(jìn)行權(quán)衡,是否可以降低滿阱容量來(lái)?yè)Q取更高的相機(jī)幀率和更低的讀出噪聲,比如在高速和弱光成像應(yīng)用中,這些設(shè)置就較為理想。
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23/05/08