EMVA 1288 概览：成像性能

与相机成像性能有关的特定术语和规格在我们网站均有提及。 本页面对这些规格进行了简单明了的说明。

我们测试了哪些规格？它们代表了什么？

QUantum 效率（缩写为 QE)

计量单位： 百分比 (%)

定义：传感器以特定波长将光子转换为电子的百分比。

这代表了什么呢？QE 越高意味着探测光线的灵敏度越高，使其在弱光应用环境更有利。 此外，某些传感器可能还经过特别调整，以便在不同的波长范围内实现更高的灵敏度。 根据您的应用环境，特定波长下的 QE 结果可能比其他因素更为重要。 比如，在近红外范围 (850-950nm) 内，QE 越高越有利于微光交通监测。 FLIR 出售的某些传感器的峰值 QE 高达 70%-80% （参见图像，查看图表示例）。 没有任何传感器的效率能够达到 100%。

哪些因素会影响QE结果？制造商的传感器设计。 版本越新的传感器的 QE 可能会越高，比如 Sony Pregius 传感器。

颞暗噪声（也称读出噪声）

计量单位：电子(e-)

定义：无信号时传感器中的噪声。

这代表了什么呢？颞暗噪声越低意味着图像越清晰。 所有传感器都会产生一定程度的颞暗噪声，这是由传感器上的电子元件造成的。 颞暗噪声不受曝光时间的影响，不包括散粒噪声。

影响颞暗噪声的因素有哪些？传感器制造商和相机制造商的设计。 新版传感器利用新技术优势来降低颞暗噪声。 相机制造商可以通过调低像素时钟并关闭传感器周围的某些电子元件来进一步降低噪声。

饱和容量（也称满井深度）

计量单位：电子(e-)

定义：每个像素可容纳的电荷量。这意味着什么呢？

每个像素就像是一口井或一个桶，能够容纳一定数量的电子。 饱和容量表明了单个像素能够储存的最大电子数，这与传感器的像素大小有关。 饱和容量越大，潜在动态范围便越大。 该数目越小，像素达到最高电荷的速度就越快。 想象一下，如果所有像素均达到饱和容量，那么监视器会显示白屏。 仅凭饱和容量这一项并不能全面衡量传感器的性能，因为颞暗噪声和量子效率需要与饱和容量互相结合，进而才能得出动态范围与信噪比结果。

哪些因素会影响结果？制造商的传感器设计。新款传感器的像素设计有所改进，因而饱和容量将会更高。 但一般而言，像素大小越大，饱和容量就更有可能越高。

信噪比（缩写为 SNR 或 SN）

计量单位： 分贝(dB)或二进制数字

定义：饱和状态下信号与噪声之比。 饱和状态下的噪声主要为散粒噪声。

这代表了什么呢？信噪比的值越高，所获得图像的对比度和清晰度相对于图像中的噪声而言便会越高。 例如，如果 SNR 为 1， 您所拍摄的对象与图像中的噪声相比便难以识别。 在光线极低的应用环境下，比如暗视野显微镜和荧光成像，高信噪比是一项重要的规格。 FLIR 相机组合的所有传感器 SNR 均高于 35 dB，最好的传感器 SNR 甚至超过 40 dB。

哪些因素会影响结果？传感器制造商和相机制造商的设计。 颞暗噪声、散粒噪声、量子效率和饱和容量结果都将影响信噪比。

动态范围

计量单位：分贝 (dB) 或者二进制数字

定义： 饱和状态下的信号与传感器能测量的最低信号之比。这意味着什么呢？

动态范围越大，所获得图像的灰度细节等级就越高。 换言之，动态范围表明了相机探测最大和最小光强度的能力（阴影和高光）。 动态范围较高的型号能够探测到更多细节。 在室外应用场景下，当明亮区和黑暗区同时成像或者相机处在快速变化的光照条件下，动态范围越高越好。

哪些因素会影响结果？传感器制造商和相机制造商的设计。 相机的模数转换器 (ADC) 也会影响动态范围，因为较低位数的 ADC 能限制动态范围。

绝对灵敏度阈值

计量单位： 光子 (γ)

定义： 使信号等于噪音所需的光子数。这意味着什么呢？

光子数量越少，相机能从图像噪声中识别出有用成像数据的效果就越佳。 此规格对于光线极低的应用环境而言尤为重要。 与仅看 QE 或颞暗噪声不同，绝对灵敏度阈值还能使我们更加了解传感器的低光性能，因为该阈值同时考虑了传感器的 QE 和颞暗噪声与散粒噪声。

哪些因素会影响结果？传感器制造商和相机制造商的设计。 绝对灵敏度阈值考虑了传感器的颞暗噪声、散粒噪声及量子效率。

增益

计量单位：16 位 ADU 上的电子 (e-/ADU)

定义：该参数用于表明要发现 16 位 ADU 中的变化而需更改的电子数量（更多地被称为灰度）。这意味着什么呢？

为了更好地理解此规格，想象一下，16 位灰度表。16 位灰度相当于 65535 特有灰度级别 （详见图像）。 您将需要特定数目的电子，才能使传感器跳转至下一个灰度级。 那便是此规格所描述的内容。

哪些因素会影响结果？传感器制造商和相机制造商的设计。 饱和容量与特定的 ADU（在此情况下，我们采用 16 位 ADU）将改变此项结果。

相机传感器综述

要了解 USB 3.1 和 GigE 型号的逐项对比，请在此下载传感器综述 PDF。 请注意：这些 PDF 中未包含 QE 图表。