5分钟带你看懂CMOS图像传感器参数对红

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图像传感器是将光信号转换为电信号的装置。相当于传统相机的“胶卷”,是记录信息的半导体,也是相机最关键的技术和核心的部件。

▲这个小小的部件就是图像传感器。

根据元件的不同,图像传感器又分为CCD(ChargeCoupledDevice,电荷耦合元件)和CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,金属氧化物半导体元件)两大类。

这期内容就一起来唠一唠红外相机中CMOS图像传感器的一些参数小知识,看看这些参数对红外相机的成像效果有哪些影响。

1传感器尺寸

CMOS图像传感器的尺寸越大,成像系统的尺寸就越大,这样一来,传感器捕获的光子多,感光性就越好,信噪比越低。

常见的CMOS图像传感器尺寸有1/2.5、1/1.8、2/3、1、4/3、1.8。

2像素总数有效像素数

从二者的关系来看,有效像素总数隶属于像素总数集合。

像素总数顾名思义,是所有像素的总和,也是衡量CMOS图像传感器的主要技术指标之一。

而有效像素则是指总体像素中被用来进行有效的光电转换并输出图像信号的像素。有效像素数目直接决定了CMOS图像传感器的分辨能力。

3动态范围

动态范围是衡量图像传感器成像质量的一个重要指标,能够反映图像传感器在场景中同时捕获光明和黑暗物体全部细节的成像获取能力。动态范围表示图像传感器感知场景中的最强和最弱光照。

自然界中的某些特殊场景最强光照与最弱光照之比可达百万以上。如果动态范围窄,在明光环境下拍出来的照片就会出现模糊不清或类似“水洗”的现象。

动态范围越宽,图像传感器在明光环境下成像的性能越好。

4灵敏度

对于CMOS图像传感器来说,灵敏度是重要参数之一。它有两种物理意义。

光器件的光电转换能力。从这个意义上理解的灵敏度与光谱响应特性的意义相同。即在一定的光谱范围内,单位曝光量的输出信号电压(电流),单位可以为纳安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦(V/W)、伏/勒克斯(V/Lux)、伏/流明(V/lm)。

光器件所能传感的对地辐射功率(或照度),单位可用瓦(w)或勒克斯(Lux)表示。

以东方红鹰E3系列红外智能探测相机为例

采用内置全密封式高清红外截止装置,白天拍摄的图像色彩更加真实艳丽。

5分辨率

红外相机的分辨率决定了拍到的影像在电脑屏幕上能够显示的高质量画面大小,可以粗暴地理解为,图像放大后的清晰程度。

而红外相机的分辨率的高低又取决于CMOS图像传感器芯片上像素的多少。简单说来,就是像素越多,分辨率越高。

高分辨率的相机拍摄的影像文件很大,对内存的容量等方面有较高要求,所以调整相机更低的分辨率能减少影像文件占用的空间。

6光谱响应特性

图像传感器对不同波长的光吸收能力的不同,称为光谱响应特性。在实际应用中,需要根据不同的应用场景选择具有特定光谱响应的图像传感器。如野生动物监测,需要在野外且夜间光线弱的情况下拍摄,就需要选择近红外谱段的芯片。

另外,在-nm波段范围内,CMOS图像传感器的光谱响应度要比CCD高很多。

7IRcut(滤除红外光)

IR,infrared红外光。是否有IRcut将直接影响图像的色彩。

没有加IRcut拍摄的照片,图像明显偏红,且这种偏红的色差是没有办法后期通过其他修图软件来调整的。

*以上野生动物图片均为东方红鹰智能红外探测相机拍摄




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