FLIR集成成像解决方案

当我们考虑相机灵敏度时，认为更亮更好是合乎逻辑的。 但情况总是这样吗？

    不久前，有人在网上发布了一个视频，建议产生更亮图像的相机不一定更灵敏。 这是一个有趣的主张，从非常具体的角度来看，在非常具体的情况下，它是正确的。 令人欣慰的是，从更一般的角度来看，这也是错误的，但不管怎样，它告诉我们一些关于相机以及图片工程如何在电子电影中工作的东西。

    以下是有关视频的内容，如推广索尼机器视觉相机的论文中所述：

https://youtu.be/t8OfZKayV0o

更灵敏的相机怎么会变暗？

    首先要做的是 - 我们如何得出一个更灵敏的相机可能会产生更暗的图片的结论？让我们来定义一个“更灵敏的相机”的意思。大多数人会同意，如果我们有一个传感器具有更大的感光点 - 所以他们更有可能在曝光期间让光子击中它们 - 那么那个相机就更灵敏了。这并不是那么简单，因为给定大小的传感器如果它较小就会有更多的感光点（像素），因此，给予或消除感光点之间的间隙，小型相机可能会在某处捕获给定的光子，但其个别的感光点可能被认为不太灵敏。我们是否关心单个感光点或整个相机的灵敏度？

    这是一个语义论证，但现在我们会坚持认为大型传感器相机更灵敏。

较大的感光点=较大的捕获光子的能力

    事实上，较大的感光点将能够捕获比较小的感光点更多的光子，因此它们将具有更大的全部容量。如果大型相机每个感光点可以存储100个电子，我们需要50个电子才能使其读取50％。如果小型相机每个感光点只能存储50个电子，我们只需要25个电子就可以读取50％（真实相机捕获的数量远远超过这个数量）。在任何一种情况下，相机都会输出50％的电平 - 比如说，在8位显示器上输出128。大多数人都会认为具有较大感光点的相机更灵敏。 但是大型相机需要更多的光子才能达到50％的容量，而不是那些较小的相机。

    因此，更灵敏的相机会在同一光线下产生更暗的图像。

这是如何工作与真正的相机

    显然，在现实世界中，实际相机并非如此; 我们期望两个不同的电影级摄像机，或两个数字静态照相机，在相同的照明下产生一个相当相似的画面。但是这些相机中传感器的动作是固定的。当光线照射它们时，它们会做它们所做的事情，并相应地产生输出。在传感器级别，这是真的。“更灵敏”的相机，对于某些“更灵敏”的值，确实会产生较低的信号电平作为最大值的一部分。但最大值要高得多。 来自这些较大传感器的实际信号水平实际上大于较小传感器。更多的光子意味着更多的电子，这意味着更多的电压。

原始数据

    正如我们从原始记录中所知，如果没有处理，这个原始传感器数据是不可见的。 对相机中的原始数据所做的第一件事就是处理，以便相机在其ISO设置方面具有合理的行为。 使用适当的照明，计量到选定的ISO，18％灰卡应在8位sRGB显示屏上显示为rgb(119,119,119)的灰度级。 大型传感器芯片的读取数据将低于其自身最大信号电平的50％。小型传感器芯片可能会接近中途，但重点是它们不同：两个传感器需要不同的处理量才能模拟相同的有效ISO。 与小型传感器芯片相比，大型传感器芯片需要较少的放大，因此大型传感器芯片干扰较小，我们的感觉是在图像变得无法接受之前我们可以增加放大倍数。 因此，对于我们这些摄影师而言，大小型传感器芯片看起来更灵敏。

    顺便说一下，sRGB中的中灰点不是128，因为信号电平和从监视器发出的光之间的关系不是完全线性的。 这是“电光传递函数”的一个例子，这有点超出了本文的范围，但我们可以在将来讨论。

没有电子ISO这样的东西

    一个纯粹主义者，一个电子工程师，会说数字传感器并没有真正的ISO。现代相机模拟ISO。更大的照片创造一个更明亮的画面的想法是由摄影师的假设引起的。现代ISO计算实际上是对一些数学的模拟，其非常粗略地表征光化学膜的变化。将其强加于数码相机并不具备太多技术意义，这就是为什么机器视觉的人通常不会用ISO术语来思考。然而，对于摄影师和电影摄影师来说，ISO是一种非常方便的方法，这就是为什么我们倾向于认为更灵敏的相机会拍出更明亮的图像。

    但是，正如我们所看到的，存在一些根本的问题，这使得很多事情成为一个相当模糊的意见。