基于linlog技術擴展傳感器動態(tài)范圍的高速相機

在photonfocus linlog技術誕生之前，市面上常規(guī)工業(yè)相機的感光芯片（CCD or CMOS）的量子積分時間響應都是線性的，其動態(tài)范圍主要取決于感光芯片像素的最小信噪比和最大滿阱容量這兩種參數(shù)。常規(guī)工業(yè)相機的動態(tài)范圍在40dB到60dB之間，人眼的動態(tài)范圍是對數(shù)性的，動態(tài)范圍可達180dB，即1,000,000,000:1，是一套天然的優(yōu)異的視覺系統(tǒng)。

在焊接檢測，強光背景的入侵檢測，大動態(tài)范圍圖像獲取應用下，一款大動態(tài)范圍的高速相機是非常必要的。

隨后，當?shù)谝粋€具有對數(shù)響應特性的CMOS圖像傳感器出現(xiàn)時讓業(yè)界非常興奮，它主要由光敏二極管、負載管、源跟隨器和行選通管組成，負載管柵極有一恒定偏置電壓，該像素單元輸出信號與入射光信號強度呈對數(shù)關系。但是，對數(shù)響應特性的CMOS圖像傳感器也存在一定缺陷：

1) 無整體電子快門（無法獲取高速運動圖像）、

2) 圖像遲滯效應（無法在視場變化劇烈中應用）、

3) 溫度效應（熱穩(wěn)定性差，需要校準）。

Photonfocus大動態(tài)范圍高速相機采用其專利Linlog技術能夠完全克服上述缺陷，global shutter的像素電子快門可以獲取高速運動中的圖像；電荷存儲區(qū)獨立的復位電極可以消除圖像遲滯效應；Linlog技術：只壓縮圖像接近飽和及飽和區(qū)域的響應，保留圖像在低照度區(qū)域的靈敏度和線性，保證低照度區(qū)域圖像的質(zhì)量，擴展整個傳感器的動態(tài)范圍，可達120dB，在業(yè)界處于獨一無二的領先地位。

圖一photonfocus Linlog時間響應曲線

說明：圖一為photonfocus Linlog技術響應曲線，從圖中發(fā)現(xiàn)采用Linlog技術隨著光照強度增大，灰度值變化明顯比線性響應變化緩，采用Linlog技術的CMOS相機在高亮度區(qū)域能提高圖像的視覺效果，且可以根據(jù)實際的應用環(huán)境和檢測的要求來調(diào)整Linlog參數(shù)以獲得最優(yōu)質(zhì)高亮度圖像。

1. Photonfocus大動態(tài)范圍高速相機拍攝案例a

圖三使用photonfocus Linlog技術拍攝

說明：圖二是不使用photonfocus Linlog技術相機在獲取窗戶亮度圖像，從圖中可以發(fā)現(xiàn)窗戶外的景象完全看不到；圖三是在使用Linlog技術獲取窗戶高亮度圖像，窗戶外的景象可以看清。通過兩圖中窗戶高亮度區(qū)所獲得圖像對比，發(fā)現(xiàn)使用Linlog技術拍攝在高亮度區(qū)域仍能獲取清楚的圖像。