工业相机曝光和增益的一些基本概念

工业相机工作过程中曝光(Exposure)是图像传感器进行感光的过程。在曝光过程中,CCD/CMOS收集光子并转换成电荷;曝光结束后,CCD/CMOS通过一定的方式将电荷移出。从光曝光对照片质量的影响很大,如果曝光过度,则照片过亮,失去图像细节;如果曝光不足,则照片过暗,同样会失去图像细节。控制曝光就是控制总的光通量,也就是曝光过程中到达CCD/CMOS表面的光子的总和。

朗锐智科（www.loongv.com）总结，影响曝光的因素有三个:光圈。光圈控制光线进入的通路的大小,光圈越大,则单位时间的光通量越大,光圈越小,则单位时间的光通量越小。曝光时间。也就是快门速度。在数码相机中,可以采用电子快门,也可以采用传统的机械快门。快门速度和光圈大小是互补的,比如,为了加更多的光可以进来。增益。经过双采样之后的模拟信号的放大增益。由于在对图像信号进行放大的过程中同时也会放大噪声信号,因此通常把放大器增益设为最小,曝光和增益是直接控制传感器(CCD/CMOS)上读出来的数据，是要优先调节的，以调节曝光时间为主。在不过曝的前提下，增加曝光时间可以增加信噪比，使图像清晰。当然，对于很弱的信号，曝光也不能无限增加，因为随着曝光时间的增加，噪音也会积累， 曝光补偿就是增加拍摄时的曝光量。增益一般只是在信号弱，但不想增加曝光时间的情况下使用，一般相机增益都产生很大噪音。工业相机在不同增益时图像的成像质量不一样，增益越小，噪点越小；增益越大，噪点越多，特别是在暗处。数码相机的ISO就是这里说的增益，增大ISO，是增加感光器件对光的灵敏度。高感光度对低光照灵敏，同时对噪杂信号也灵敏，信噪比小，所以高感光度噪点也多(可利用图片软件的降噪功能减轻或去除)。调节亮度增益说白了就是改变ISO，改变CMOS传感器的感光性能，但是会影响到画质。调节曝光补偿则是为了改变快门速度，不改变ISO不会影响画质。工业相机不同增益时图像的成像质量不一样，增益越小，噪点越小；增益越大，噪点越多，特别是暗处。增益在工业相机中叫增益，在民用数码相机、单反中，有一个更常用的名字叫ISO。ISO越大，则增益越大，图像的噪声也越多。而评价各厂商的相机产品时，往往后评价其在高增益条件下的成像质量如何。增益一般只是在信号弱，但不想增加曝光时间的情况下使用。一般相机增益都产生很大噪音的，所以几乎不怎么用。其中曝光和增益是直接控制传感器（CCD/CMOS）上读出来的数据，是要优先调节的，以调节曝光时间为主。不过曝的前提下，增加曝光时间可以增加信噪比，使图像清晰。软件上有个选项可以把过曝的区域显示出来。当然，对于很弱的信号，曝光也不能无限增加，因为随着曝光时间增加，噪音也会积累。所谓冷CCD就是靠降温减少噪音，从而可以长时间曝光拍摄弱信号。