Gain

Introduction

Gain은 사용자가 이미징 센서 픽셀에서 판독 회로의 사전 증폭을 구성할 수 있도록 하는 매개변수입니다. 사진에서는 일반적으로 ISO라고 합니다. Gain을 높이면 센서의 사전 증폭이 증가하여 빛에 대한 감도가 높아져 이미지가 더 밝아집니다.

Using Gain

Gain은 최소한의 시간 패널티가 필요한 경우 HDR 획득을 사용할 때 장면의 동적 범위를 늘리는 데 유용합니다. 매우 어두운 영역의 포인트 클라우드를 얻는 데에도 좋습니다. 그러나 높은 Gain은 센서가 측정하는 모든 것을 증폭시킨다는 점에서 상당한 단점이 있습니다. 여기에는 노이즈가 포함되며, 이는 차례로 단일 수집 동적 범위에 약간의 불이익을 주고 peak signal to noise를 줄입니다. 따라서 최적의 low-noise 3D 포인트 클라우드가 필요한 경우 Gain을 낮게 유지하는 것이 좋습니다.

경고

Gain 값이 높을수록 포인트 클라우드에서 노이즈가 증가합니다.

때로는 point들이 없는 것보다 노이즈가 심한 point들을 얻는 것이 좋습니다. 엄격한 시간 예산과 어두운 물체가 있는 시나리오를 고려하십시오. 낮은 시간 패널티로 어두운 영역에서 정보를 추출하려면 Gain을 활용하는 것이 좋습니다.

참고

Gain은 장면의 매우 어두운 영역에서 데이터를 추출하는 효과적인 도구가 될 수 있습니다.

아래 표는 Zivid 3D 카메라에서 사용 가능한 Gain이 스톱과 어떤 관련이 있는지 보여줍니다.

Gain	1x	2x	4x	8x	16x
Stops	0	+1	+2	+3	+4
dB	-6	0	6	12	18

아래 이미지는 프레임의 동적 범위에 대한 Gain의 영향을 보여줍니다. 파란색 선은 Gain=1일 때 측정된 신호를 나타내고 검은색 선은 Gain=2일 때 동일한 측정된 신호를 나타냅니다.

아래 이미지는 측정된 signal level 대 light intensity를 보여줍니다.

Impact of Gain in the point cloud

Gain 값이 높을수록 노이즈가 증가합니다. 이는 Gain이 노출 시간에 대해 거래된 동일하게 노출된 획득과 비교할 때 정밀도가 낮아짐을 의미합니다. 이러한 정밀도 감소는 캡처 간 노이즈 증가와 픽셀 간 노이즈 증가로 나타납니다.

그러나 유사한 노출로 HDR 획득을 캡처할 때 노이즈가 과도하게 샘플링되어 효과적으로 평균화됩니다. 이러한 이유로 노출 시간이 긴 단일 획득에 비해 높은 Gain을 가진 다중 획득을 사용하여 동일한 정밀도를 유지할 수 있습니다.

유사한 노출로 여러 획득을 캡처하면 노이즈가 억제됩니다.