機器視覺相機中相當於 ISO 值的參數是什麼#
關於 ISO 值#
ISO 值是底片對光線敏感度的測量標準。它也被稱為「底片感光度」,與底片感光乳劑顆粒的大小有關。
這個術語源自類比攝影時代,如今仍用於數位相機中。然而,我們主要會在消費級數位相機(例如 DSLR 或智慧型手機相機)中看到這個詞。在這裡,使用者可以變更 ISO 值以補償不良的環境光源條件,或是單純拍攝更亮的影像。較高的 ISO 會提高感光度並產生更亮的影像。
常見的值為 ISO 100 / 200 / 400 / 800 / 1600 / 2400 / 3200 / 6400,在大多數情況下,ISO 100 是基本感光度,或者更準確地說——放大倍率為 0。下一個 ISO 值會將光線感光度加倍(一個「級數」),這也意味著它會將影像亮度加倍。
然而,這些值並未標準化,在不同的感光元件和相機上可能代表不同的亮度條件,因為每個製造商都是自行定義起始值。
機器視覺相機中的 ISO 值#
談到機器視覺相機時,SFNC(Standard Features Naming Convention)中並沒有名為 ISO 的功能。
最接近底片感光度或 ISO 的對應功能是 Gain 相機功能。Gain 基本上可以透過放大從相機感光元件像素單元接收到的訊號來降低或提高影像亮度。然而,機器視覺相機中的 Gain 可以以比 ISO 通常更細緻的級距進行設定。
大多數 Basler 相機的 Gain 均以 dB 為單位,且範圍在 0–24 dB 之間。從 0 dB 跳到 6 dB 以及之後每增加 6 dB,實際上都會使影像亮度加倍。下表顯示了照相機 ISO 值與數位視訊相機 Gain 值之間的範例比較。以下數值僅為未經測試的範例數值。
| ISO 值 - DSLR 相機 | Gain [dB] - 機器視覺相機 |
|---|---|
| 100 | 0 |
| 200 | 6 |
| 400 | 12 |
| 800 | 18 |
| 1600 | 24 |
為什麼機器視覺相機中沒有 ISO 功能#
首先,這有其歷史原因。ISO 的開發是用於標準化靜態相機或電影製作相機中所使用的底片材質。
相較之下,Gain 是電子訊號處理的預設術語。一直以來都使用電子感光元件的相機(例如用於電視廣播的相機或使用磁帶的早期視訊相機)使用電子訊號。當此類訊號(或任何其他電子訊號)被放大時,就會使用 Gain 這個術語。
第二個解釋是對最終影像結果的不同期望。靜態相機通常試圖透過各種影像增強方法來獲得最佳畫面,而機器視覺相機通常希望提供可重現的真實影像,而不進行任何處理。
為此,Basler 區分了 analog gain、digital gain、Binning 或 Gamma 設定,以便對像素處理進行最佳的控制並充分掌握。如果僅使用一個線性的 ISO 值運作,則意味著必須在底層隱藏和變更所有這些其他參數。
結論#
由於這兩種定義之間沒有直接關係,因此無法將 ISO 值轉換為 Gain,反之亦然。一個描述化學底片材質的感光度,另一個則描述電子訊號的放大倍率。