高速相机基础知识集中营
- 焦距f，焦点距离的简称。从镜头的中心点到传感器平面上所形成的清晰影像之间的距离。
- 光圈F:是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。光圈F值 = 镜头的焦距 f/ 镜头口径的直径D,
- 视角FOV: 镜头所能覆盖的范围，(物体超过这个角就不会被收在镜头里),一个摄像机镜头能涵盖多大范围的景物，通常以角度来表示，这个角度就叫镜头的视角FOV。
- 景深：当某一物体聚焦清晰时，从该物体前面的某一段距离到其后面的某一段距离内的所有景物也都当清晰的。
- 什么是镜头的有效距离
答：指不同尺寸的镜头，最佳的成像距离。一般为镜头尺寸的1.5-2.0倍。
6、LUT，其实就是Look Up Table（颜色查找表）的缩写，简单点儿理解就是：通过LUT，我们可以将一组RGB值输出为另一组RGB值，从而改变画面的曝光与色彩。
7、分辨率(resolution，港台称之为解析度)就是屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的像素的多少。
8、灰度图：Gray Scale Image 或是Grey Scale Image，又称灰阶图。把白色与黑色之间按对数关系分为若干等级，称为灰度。灰度分为256阶。
9、开窗也叫ROI（感兴趣区域），是指把图像中某一区域开个小窗口，窗口区域的图片帧率可以很高，其他区域帧率很低甚至静态
10、像元尺寸：即一个像元的大小。像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机靶面的大小。像元：即影像单元。是组成数字化影像的最小单元。
11、 靶面说的就是图像传感器
12、灵敏度（Sensitivity）：
灵敏度是衡量图像传感器光电性能的最重要指标，高灵敏度意味着可以在光照较暗或曝光时间较短的情况下得到清晰的图像，所以在微光成像、高速成像等应用中，应选取具有高灵敏度的图像传感器芯片。灵敏度是传感器输出信号相对入射光能量的变化，常用的灵敏度单位为V/lux·s、e-/((W/m2 )·s)或DN/((W/m 2 )·s)。因各传感器厂家使用不同的单位，用户很难对不同厂家芯片的灵敏度进行比较。像素将收集到的光子转换成电子后，再转变成电压信号V，经过PGA 将该电压信号放大成V’，最终经ADC 转换成数字信号DN 输出。在比较不同传感器的灵敏度时，最客观的单位应该是以e-/((W/m2)·s)，它表征了像素收集光子的能力和进行光子到电子转换的效率，只与像元尺寸和量子效率相关，与图像传感器的其他设置无关，因此可以最客观、科学的表征传感器的灵敏度。在EMVA1288 标准中采用V/lux·s，需要注意的是电压应采用像素输出电压作为信号值（即图二中的V，而不是V’，通常V’要远大于V）。然而像素的输出电压与图像传感器的电子电压转换增益（Conversion Gain）相关，转换效率越高，灵敏度越高。因此如采用V//lux·s 表征灵敏度时，须明确是像素输出电压，并标明转化增益。由于DN 为传感器输出的最终数字信号，在不确定数字信号的放大倍数及模拟数字转换效率的情况下，一般不无法用DN/((W/m 2 )·s)来客观的表示传感器灵敏度
13、暗噪声（DarkNoise）
暗噪声，又称作时域暗噪声或读出噪声，是指像素在完全黑暗环境中、最短曝光时间内、帧与帧之间、同一像素输出的不一致性，它表征了图像传感器对于微弱信号的极限探测能力。如sCMOS 器件的暗噪声为1.5 个电子，量子效率为50%，则该探测器的极限探测能力为3 个光子。当有充足光照或光照条件可控，暗噪声就不再重要了，因为它会被光信号的散粒噪声所淹没。还以上述sCMOS 器件为例，光信号为20000 个光子，有效光信号为10000 个电子， 对应100个电子的散粒噪声，远超过1.5 个电子的暗噪声。这时图像的信噪比将完全取决于光信号和光散粒噪声。
14、满阱容量（FullWell Capacity, FWC）
满阱是指像素所能收集并容纳的电子个数的极限。满阱容量直接决定了图像传感器的最大信噪比。当光信号足够强，使得像素在较短曝光时间内达到满阱时，信噪比最高。因此：在微光应用和高速应用中，应选取低暗噪声和高灵敏度的图像传感器；而在光照充足或对于最大信噪比有明确要求的应用，应选取满阱容量高的图像传感器
15、像元深度：
数字相机输出的数字信号，即像元灰度值，具有特殊的比特位数，称为像元深度。对于黑白相机这个值的方位通常是8-16bit。像元深度定义了灰度由暗道亮的灰阶数。例如，对于8bit 的相机0 代表全暗而255 代表全亮。介于0 和25 之间的数字代表一定的亮度指标。10bit 数据就有1024个灰阶而12bit有4096个灰阶。每一个应用我们都要仔细考虑是否需要非常细腻的灰度等级。从8bit上升到10bit 或者12bit的确可以增强测量的精度，但是也同时降低了系统的速度，并且提高了系统集成的难度（线缆增加，尺寸变大），因此我们也要慎重选择。
光学放大倍率 = 相机芯片长度 / 视野长边 = 焦距f / 工作距离WD
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