Согласование усиления (e / ADU), полная емкость скважины и разрядность АЦП - Фотопедия
Новая
       519

Согласование усиления (e / ADU), полная емкость скважины и разрядность АЦП

5 голосов
/ 14 июля 2017

У меня есть паспорт датчика CCD, в котором указаны следующие параметры в соответствии со стандартом EMVA 1288: 

ADC bits      14 bits
Well depth    17273 e-
Gain (e-/ADU) 0.17

Я не могу согласовать эти цифры. Разве усиление не должно быть отношением числа электронов в колодце к числу пикселей ADU? В таком случае, не должно ли оно быть равно 17273/2 ^ 14 = 1,054? Или я пропускаю какое-то нелинейное поведение при закрытии всей глубины скважины, которое не позволяет рассчитать это соотношение при полной производительности скважины?

Если вам интересно, это камера Grasshopper3 GS3-U3-14S5M-C от PTGrey. Лист данных доступен на их сайте.

Интересно, что когда я смотрю спецификации для другой камеры ST-8E : FWC = 180000, АЦП 16 бит, значение усиления в таблице = 2.8e- / ADU достаточно близко FWC / 2 ^ 16 = 2,74.

Ответы [ 2 ]

2 голосов
/ 04 декабря 2018

Глубина скважины является свойством датчика. В вашем примере падающие фотоны преобразуются в электроны с отношением, соответствующим квантовой эффективности, и когда пиксель накопил 17 273e-, сгенерированный дополнительный e- больше не принимается в «полностью зарезервированном» пикселе.

АЦП и усиление являются свойствами конструкции электроники камеры и объясняют, как эти проклятые электроны будут учитываться после передачи от датчика.

АЦП из 14 бит означает, что электроника сможет генерировать цифровой сигнал в диапазоне от 0 до 16 383 уровней серого. И, наконец, усиление 0,17 говорит вам, что каждый 0,17e- генерирует один цифровой уровень в 16 бит. Затем фактический отображаемый уровень серого можно рассчитать, используя соотношение битов между 16 и фактическим преобразователем.

Ничто не мешает камере иметь плохую конструкцию или если на выбранном датчике не установлен АЦП Здесь насыщенный пиксель с 17273e- сгенерирует 101 606 цифровых уровней (16 бит), что составляет 25 401 уровень серого в 14 битах (деленное на 4 для разности 2 бит). Поскольку 14 бит ограничены 16 383 уровнями, это означает, что ваша электроника будет насыщать сигнал задолго до насыщения пикселя датчика.

Проще говоря, вы бы не увидели никакой разницы, если бы ваш пиксель насыщался при 11 140e-. Просто попробуйте повторить расчет с этим новым значением насыщенности, и вы увидите хорошую корреляцию с усилением.

1 голос
/ 22 марта 2018

Это ответ, который я получил от службы технической поддержки PTGrey:

Коэффициент усиления в документе EMVA рассчитывается с использованием 16-битных данных, а также учитывает шум. Я не могу дать вам эту формулу, но если вы используете 16 бит вместо 14, вы получите более близкий результат.

Если вы вычислите 17273/2 ^ 16, то получится 0,26, что на самом деле ближе к 0,17, но не совсем совпадает. Стандарт EMVA1288 (9) и раздел 6.6 описывают, как этот коэффициент усиления оценивается экспериментально с использованием «метода переноса фотонов».

...