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機器視覺相機中相當於 ISO 值的項目是什麼#

關於 ISO 數值#

ISO 值是用來衡量攝影底片對光線敏感度的指標。它也被稱為「底片感光度」,並與底片上的感光顆粒大小有關。

這個術語源自類比攝影時代,時至今日仍被用於數位相機。不過,我們主要會在數位消費級相機(例如單眼數位相機或智慧型手機相機)中看到這個術語。在這些裝置中,使用者可以調整 ISO 值,以彌補環境光線不足的情況,或是單純為了拍攝更明亮的影像。較高的 ISO 值會提高感光度,從而使影像更明亮。

常見的 ISO 值包括 ISO 100 / 200 / 400 / 800 / 1600 / 2400 / 3200 / 6400,其中 ISO 100 在大多數情況下是基本感光度,或者更精確地說,其增益為 0。 下一級 ISO 值會使感光度加倍(增加一「檔」),這也意味著影像的亮度會隨之加倍。

然而,這些數值並未標準化,在不同的感光元件和相機上可能代表不同的亮度條件,因為每家製造商都會自行定義起始數值。

機器視覺相機中的 ISO 值#

談到機器視覺相機,在《SFNC 》(標準功能命名規範)中並未提及名為「ISO」的這項功能。

最接近底片感光度(film speed)或 ISO 的功能,便是攝影機的「增益」(Gain)設定。增益基本上是透過放大感光元件像素單元所接收的訊號,來降低或提高影像的亮度。然而,機 vision 攝影機的增益設定步進,通常比 ISO 所能達到的更為細膩。

大多數 Basler 相機的增益值以 dB 為單位,範圍介於 0 至 24 dB 之間。從 0 dB 跳至 6 dB,並每增加 6 dB,影像亮度實際上就會加倍。下表列出了一般相機 ISO 值與數位攝影機增益值之間的比較範例。以下數值僅為範例,尚未經過測試。

ISO 值 - 數位單眼相機 增益 [dB] - 機器視覺攝影機
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 的制定,是為了將靜態相機或電影製作所使用的膠片材料進行標準化。

在電子訊號處理領域中,「增益」則是預設的術語。那些始終配備電子感測器的相機——例如用於電視播送的攝影機,或是早期使用錄影帶的攝影機——皆採用電子訊號。當此類訊號(或任何其他電子訊號)被放大時,便會使用「增益」一詞。

第二種解釋在於對最終影像結果的期望不同。雖然靜態相機通常會運用各種影像增強方法來呈現最佳畫面,但機器視覺相機通常旨在提供未經任何處理、且可重複重現的真實影像。

為此,Basler 將參數區分為類比增益、數位增益、像素合併(binning)及伽瑪設定,以實現對像素處理的最佳控制與深入了解。若僅採用單一線性 ISO 值,就等於將所有這些其他參數隱藏起來,並在幕後進行調整。

結論#

由於這兩種定義之間沒有直接關聯,因此無法將 ISO 值轉換為增益,反之亦然。其中一種定義描述的是化學膠片材料的感光度,而另一種則描述的是電子訊號的放大程度。

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