Gain(增益)

介绍

增益是一个曝光参数,允许用户配置成像传感器像素中读出电路的前置放大。 在摄影中,它通常被称为ISO。 增加增益会增加传感器的前置放大,这将增加其对光的灵敏度,从而产生更明亮的图像。

使用增益

在使用HDR功能时,如果需要将时间损失最小化,则设置增益有利于增加场景中的动态范围,并且对于获取非常暗的区域的点云也很有帮助。 但是,高增益存在一个明显的缺点,即它会放大传感器测量的所有内容,包括噪声,从而对单次采集的动态范围产生一定的影响,并降低峰值信噪比。 因此,如果需要最佳的低噪声3D点云,建议设置较低的增益值。

警告

较高的增益值会增加点云中的噪声。

有些情况下,能够获得包含噪声的点比没有任何点要好。例如一个具有严格时间预算和深色物体的场景,为了以很短的捕获时间代价从深色区域提取信息,增大增益是一个很好的选择。

备注

增益是从场景中非常暗的区域提取数据的有效工具。

下表是Zivid 3D相机中的可用增益与曝光等级的关系。

Gain(增益)

1x

2x

4x

8x

16x

曝光等级

0

+1

+2

+3

+4

dB

-6

0

6

12

18

下图说明了增益对帧动态范围的影响。蓝线表示增益= 1时的测量信号,黑线表示同一测量信号在增益=2时的情况。

../../../_images/snr_visualized_as_sine_wave_show_impact_of_gain.png

下图说明了测量到的信号电平与光强度的关系。

显示信号电平与光强度的图表。 它说明了信噪比,以及从本底噪声到饱和的动态范围。

增益对点云的影响

噪声会随着增益值的增大而增加。对于相同曝光程度的图像,如果增大的参数不是增益而是其它参数,比如曝光时间,则采取增大增益的图像会有更差的精确度。这种精确度的降低会表现为每次拍照时噪声的增加,以及像素间噪声的增加。

但是,当以相似的曝光进行HDR采集时,噪声将被过采样,从而得到有效的平均。 因此,可以使用高增益设置进行多次采集达到和具有高曝光时间的单帧相同的精度。

用相似的曝光捕获多次采集的图像可以抑制噪声。