ゲイン

はじめに

ゲインとは、イメージセンサーの画素における読み出し回路のプリアンプ比をユーザーが設定できるパラメータです。写真の世界では、一般的にISO感度と呼ばれています。ゲインを上げるとセンサーのプリアンプ比が上がり、光に対する感度が高まるため、より明るい画像が得られます。

ゲインの使用

ゲインは、時間的な負担を最小限に抑えつつ、非常に暗い領域の画像を取得するのに有効です。しかし、高ゲインには、センサーが測定するすべてのものを増幅してしまうという大きな欠点があります。これにはノイズも含まれるため、2D画像が粗く見えてしまいます。したがって、最適な低ノイズの2D画像が必要な場合は、ゲインを低く設定することをお勧めします。

ゲイン1での単一取得キャプチャ

ゲイン16での単一取得キャプチャ

警告

ゲイン値を高くすると、2D画像が粗くなります。

場合によっては、粗い2D画像でも問題ありません。時間的な制約が厳しく、暗い被写体を扱うシナリオを考えてみましょう。暗い領域から少ない時間で情報を抽出するためには、ゲインというパラメータを活用するのが効果的です。

注釈

ゲインは、シーン内の非常に暗い領域からデータを抽出するための効果的なツールとなり得ます。

下の表は、 Zivid 3Dカメラで使用可能なゲインと段数の関係を示しています。

ゲイン	1x	2x	4x	8x	16x
段数	0	+1	+2	+3	+4
dB	-6	0	6	12	18

下の図は、ゲインがフレームのダイナミックレンジに与える影響を示しています。青線はゲイン=1の場合の測定信号、黒線はゲイン=2の場合の同じ測定信号を示しています。

下の図は、測定された信号レベルと光強度の関係を示しています。