自动曝光 图像信噪比

一、概述1.自动曝光的参数调整曝光时间、模拟增益、数字增益直接影响信噪比2.通常优先延长曝光时间来提高亮度而不轻易提高增益因为增益会放大噪声3.曝光时间受限于帧率和运动模糊。所以AE设计要最大化信号最小化噪声。可能涉及信号与噪声模型曝光时间与增益的权衡以及ROI测光确保目标区域不过曝并达到合适灰度。二、参数调整1.优先级曝光时间模拟增益数字增益2.光子散粒噪声为主的情况下增加曝光时间能提高SNR但需确保不过曝对于工业检测设定目标灰度值时应倾向于上半区间但留有余量。 例如8bit系统目标灰度可设为160~200最高255。这样信号充分占据ADC量程使量化噪声最小同时散粒噪声带来的信噪比也较高。仅需确保高亮细节不过曝即可。 避免为“看着舒服”而设成128中灰那等于白白损失了约一半的信号容量SNR会比200目标值低约30%。 可通过直方图饱和预警来动态微调若ROI内99.5%以上的像素都低于过曝阈值则将目标值朝上微调。三、自动曝光如何提高SNR信噪比核心思路首先最大化信号收集同时最小化噪声引入。四、信号和噪声模型1.噪声光子散粒噪声信号本身有波动信号本身固有的波动其标准差为信号电子数的平方根。信号越强信噪比越高读出噪声传感器读出电路引入的固定本底噪声与曝光时间无关。暗电流噪声随曝光时间和传感器温度增加而增加。量化噪声ADC位数不够或信号太弱未能利用满量程时影响较大。2.如何提高图像质量降低光子散粒噪声(属于泊松噪声)图像传感器binning可以提高图像质量提高信噪比多帧图像求平均来提高信噪比(可以使用公式推到)3.如何降低读出噪声制冷 降低读出噪声4.如何减小暗电流噪声5.如何减小量化噪声