Grunderna i SM3GDT Hans Sodenkamp SK3BG 2014-01-29
Min resa genom Mpixel världen 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1 3 2MP Nanozoomer 4 Scanner 1,5GP Kamera20,5MP Kamera 3,6GP5 Iphone 8MP Serie1
Avancerade kameror
marknaden Och nu till vår egen värld...
marknaden
marknaden 2, 3, 5, 8, 12, 16, 16 och 20 megapixels 5, 8, 10 x digital zoom 5, 8, 10 x optisk zoom CCD eller CMOS Vad ska man välja? och har kameran verkligen så många pixlar?
1 CCD Färgkamera Mellanliggande pixlar beräknas ur de närliggande. Detta kallas interpolering 12 Mpixel = 12/3 = 4 Mpixel
1 CCD Färgkamera
3 CCD Färgkamera Ett prisma fördelar bildens ljus till tre separata CCD:er (R/G/B) Detta ger riktig bildinformation Full upplösning i alla färger Spectral Sensitivity 100 Relative Response (%) 90 80 70 60 50 40 Verklig Mpixel 30 20 10 0 400 450 500 550 Wavelength (nm) 600 650 700
1 CCD Färgkamera Ett snurrande filterhjul eller flytande kristallfilter Filterhjul Stegvis förflyttning Flytande kristallfilter Snabb växling mellan R, G and B Låg känslighet
Känslighet En foton många faktorer! Stark ljus Spektral område X-ray, UV IR Dynamisk område 1:2 Hastighet >1 : 30.000 lånsam snabb låg Hög Upplösning
vad ser vi? Kamera känslighet Vårt synliga område
vad ser vi?
vad vill vi se?
vad ser kameran?
vad ser kameran?
vad ser kameran?
CCD:n CCD = Charge Coupled Device Ett element av CCD chip:et = 1 Pixel (bild element) Pixel Ett ljuskänsligt siliconchip Elektroner frigörs vid infallande ljus Antalet elektroner är lika med mängden ljus och intensitet Pixlarna är elektroniskt kopplade i en laddningskedja Laddningarna läses ut, en elektronisk signal är skapad
Foton CCD:n silikon partikel elektron - Si + Si -
CCD:n
Full Frame transfer Hela chip:et ljuskänsligt Samma yta för insamling och laddningsöverföring Frame transfer Ljuskänligt och lagringsområde Snabbt laddningsskifte Ljusinsamling och överföring om vartannat Exponering under utläsning Mekanisk slutare Reducerad upplösning utläsning Interline transfer Varje pixel har en ljuskänsligt område och en lagringsyta Snabbt laddningsskifte Exponering under utläsning Mindre ljuskänslig
CCD:n Ljus Få ut mera ljus från samma pixel Mikrolens
CMOS - CCD Complementery Metal Oxide Semiconductor Mindre känlig, behöver extra transistorer. Har högre brusfaktor. Låg strömförbrukning. Billigt att tillverka. Charged Coupled Device Högre känslighet. Chip med fler pixlar. Låg brusfaktor. Högre strömförbrukning. Dyrare att tillverka.
bildupplösning Upplösningen i Megapixlar är inte bara antalet pixlar Storleken på pixlarna är viktigare!
A/D konverter Analog till Digital Konvertering Analog signal (från kamera chip till A/D konverter 250 200 150 100 50 0 Digital signal (från A/D konverter till kamera minnet 100 130 160 185 205 210 38 48 55 70 80 65 50 42 43 45 50 75 95 97 90 80 45 30 0 20 50 65 100 110 150 180 150 200 200 250
Dynamiskt område 100 130 160 185 205 210 38 48 55 70 80 65 50 42 43 45 50 75 95 97 90 80 45 30 20 50 65 100 110 150 180 150 200 200 250 0 Bitantal och gråskalenivåer i digitala bilder 2 Bit 4 Bit 6 Bit 7 Bit 8 Bit 10 Bit 16 Bit Beror på A/D konverterns utläsningshastighet, bitantal och Full Well Capacity. FWC=antal elektroner som pixeln klarar av. 2 4 64 128 256 1024 4096
A/D Konverter
CCD brus faktor Utläsningsbrus alstrat av signalförstarkaren beroende av utläsningselektroniken utläsningshastighet och antal pixlar Mörkerström eller termiskt brus spontan elektron emission från silikon beroende av CCD temperaturen och integreringstiden Signal Shot brus Ju fler pixlar, ju mera brus i bilderna!
SNR SNR (Signal to Noise Ratio) S N I QE T NShot NCamera 2 S (electron): Signal detected by the detector N (electron): Total noise I (photon/sec): Input light level QE (electron/photon):quantum Efficiency T (sec): 2 NShot (electron): NCamera (electron): Integration time Signal Shot Noise Camera Noise
5 Mpixel 8 Mpixel brusfaktor 8 Mpixel efter brusreducering
Digital zoom 10x Zoom Optisk zoom 10x
bildstorlek En 8 Mpixel bild är 86 x 115 cm stor 2 Mpixel bild är 42 x 56 cm stor Tar ca 2,6 Mbyte (JPEG) av minnet 2 Mpixel tar 756 kbyte (JPEG) av minnet 8 Mpixel tar längre tid mellan tagningarna och överföringen från kameran till datorn
att välja kamera 5 8 Megapixel räcker för vanligt bruk Välj CCD inte CMOS (högre brusfaktor) Välj helst optisk zoom (bättre optik) Att kameran använder standardbatterier Att kameran använder standardminnen Har videoinspelningar i HD minst 1080p Har bildstabilisator
Tack för Uppmärksamheten!