曝光时间

需要知道CMOS传感器的工作方式并不是像很多人想象的那样通过一个信号线就可以控制曝光的开始和结束。传感器的感光二极管不停的在捕获入射光子并转换成电子存储在电荷井中，控制部分可以将其读出和清零，但不能停止曝光。那么电子快门是怎么实现的呢？都存在哪几种快门，原理是什么？ 1、什么是shutter？ 快门是照相机用来控制感光片有效曝光时间的机构。是照相机的一个重要组成部分，它的结构、形式及功能是衡量照相机档次的一个重要因素。一般而言快门的时间范围越大越好。秒数低适合拍运动中的物体，某款相机就强调快门最快能到1/16000秒，可轻松抓住急速移动的目标。不过当你要拍的是夜晚的车水马龙，快门时间就要拉长，常见照片中丝绢般的水流效果也要用慢速快门才能拍出来。Global shutter 曝光时间更短，但会增加RMS 读出噪声；Rolling shutter可以达到更高的帧速，但当曝光不当或物体移动较快时，会出现部分曝光(partial exposure)、斜坡图形(skew)、晃动(wobble) 等现象。曝光时间短的应用（如<500μs）适合Global shutter，曝光时间长（如大于500μs）时，选择rolling shutter可以有更低的噪声和帧速。 1.1 什么是global shutter？ 通过整幅场景在同一时间曝光实现的。Sensor所有像素点同时收集光线，同时曝光

一、镜头 1，计算保证图像不拖影的最大曝光时间 相机在拍摄运动的物体时，如果物体运动过快，相机的曝光时间设置过长，那么图像就会产生拖影。本文计算保证图像不拖影的最大曝光时间。 如果物体运动速度V=100mm/s，系统分辨率R=1/100（mm/pixel），则最大曝光时间T计算公式为： 如果允许接受的拖影是3个像素，那么最大曝光时间T计算公式为： 2、光圈的相关知识 光圈值设定原理： https://blog.csdn.net/excellent_sun/article/details/87555521 来源： CSDN 作者： 不沉的方舟 链接： https://blog.csdn.net/sinat_34520704/article/details/103730481

上周看了个单反基础知识，这里总结一下要点 光圈：数字越大，光圈越小 景深：光圈越小，景深越大 快门：快门优先可以防止拍糊 曝光时间：相机曝光时间是指从快门打开到关闭的时间间隔，在这一段时间内，物体可以在底片上留下影像，曝光时间是看需要而定的，没有长短好坏的说法只有需要的讲法。比如你拍星星的轨迹，就需要很长的曝光时间（可能是几个小时），这样星星的长时间运动轨迹就会在底片上成像。如果你要拍飞驰的汽车清晰的身影就要用很短的时间（通常是几千分之一秒）。曝光时间长的话进的光就多，适合光线条件比较差的情况。曝光时间短则适合光线比较好的情况。 感光度： ISO，提高ISO可以在黑暗环境下获得较好的效果，ISO越高，快门速度就越快，负面影响就是噪点，颗粒感，可调节为自动模式 白平衡(AWB)： 相机把蓝色墙面校成白色，通过内部叠加黄色滤镜达到把墙面变成自己认为的白色，已获得，这就是白平衡 曝光补偿（EV）：相机的自动测光系统会检测环境光强，比如遇到雪地，是很亮的环境，相机会认为环境太亮了，会自动较少曝光量 拍出来可能就是灰蒙蒙的，如果我们不想相机这样，就要手动设置曝光补偿，即白加黑减来还原环境本身的颜色 AF：自动对焦 MF：手动对焦 来源： https://www.cnblogs.com/Arnold-Zhang/p/11723681.html

整理下最近一篇论文的学习笔记。这是由UIUC的陈晨和Intel Labs的陈启峰、许佳、Vladlen Koltun 合作提出的一种在黑暗中也能快速、清晰的成像系统，让机器“看破”黑暗。以下是论文的主要部分。 摘要 在暗光条件下，受到低信噪比和低亮度的影响，图片的质量会受到很大的影响。此外，低曝光率的照片会出现很多噪声，而长曝光时间会让照片变得模糊、不真实。目前，很多关于去噪、去模糊、图像增强等技术的研究已被相继提出，但是在一些极端条件下，这些技术的作用就很有限了。为了发展基于学习的低亮度图像处理技术，本文提出了一种在黑暗中也能快速、清晰的成像系统，效果令人非常惊讶。此外，我们引入了一个数据集，包含有原始的低曝光率、低亮度图片，同时还有对应的长曝光率图像。利用该数据集，提出了一种端到端训练模式的全卷积网络结构，用于处理低亮度图像。该网络直接使用原始传感器数据，并替代了大量的传统图像处理流程。最终，实验结果表明这种网络结构在新数据集上能够表现出出色的性能，并在未来工作中有很大前途。 简介 任何的图像成像系统都存在噪声，但这很大地影响在弱光条件下图像的质量。高ISO 可以用于增加亮度，但它同时也会放大噪音。诸如缩放或直方图拉伸等图像后处理可以缓解这种噪声影响，但这并不能从根本上解决低信噪比 (SNR) 问题。在物理学上，这可以解释为在弱光条件下增加SNR，包括开放光圈

声明：本博文绝非本人原创，也绝不用于商业用途，只是对信息进行了收集整理。对博文中的图片、文字等信息等进行了来源标注。侵权请联系删除。 在阅读本文之前请先依顺序阅读先前博文： 摄影基础知识入门 工业相机基础知识 参数解释 http://www.csray.com/NewsDetail/900986.html 分辨率（这里说的是相机传感器成像大小）：例如1024pixel x 1024pixel 帧率（面阵相机）：每秒能拍摄的图像张数 行频（线阵相机）：每秒采集的图像行数，实际上也是每秒拍摄的张数 像元尺寸：传感器上一个物理像元的尺寸，例如：7.4um x 7.4um 。 一般像元尺寸越小，制造难度越大，图像质量也越不容易提高。 传感器尺寸：像元尺寸乘以分辨率就是传感器尺寸 焦距：指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离 物距：物体到透镜光心的距离 光学放大倍率：一般的情况下是固定值，一般就是0.35倍-2.25倍或者是0.75倍-4.5倍 工作距离：也就是物距 曝光时间：为了将光投射到照相感光材料的感光面上，快门所要打开的时间 视场角：边缘的入射光线在镜头中心组成的角度 靶面尺寸：传感器成像的大小 精度：传感器一个像素所代表的实际物体的尺寸是多少 景深：在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围 工业相机噪声 噪声是指成像过程中不希望被采集到的

曝光和增益的一些基本概念 曝光时间：快门速度，简单来讲就是按下快门的时间，时间越长，光子到CCD\CMOS表面的光子总和越多，采集的图像就会越亮；如果曝光过度,则照片过亮,失去图像细节;如果曝光不足,则照片过暗,同样会失去图像细节。虽然曝光时间相对长一点图像质量会好一些，但是不能无限长，因为在曝光过程中噪音也在累加。 光圈：光圈控制光线进入的大小,光圈越大,则单位时间的光通量越大,光圈越小,则单位时间的光通量越小。 增益：经过双采样之后的模拟信号的放大增益。但是在对图像信号进行放大的过程中同时也会放大噪声信号。 曝光和增益是直接控制传感器(CCD/CMOS)上读出来的数据，是要优先调节的，以调节曝光时间为主。在不过曝的前提下，增加曝光时间可以增加信噪比，使图像清晰。当然，对于很弱的信号，曝光也不能无限增加，因为随着曝光时间的增加，噪音也会积累， 曝光补偿就是增加拍摄时的曝光量。 增益一般只是在信号弱，但不想增加曝光时间的情况下使用，一般相机增益都产生很大噪音。工业相机在不同增益时图像的成像质量不一样，增益越小，噪点越小；增益越大，噪点越多，特别是在暗处。数码相机的ISO就是这里说的增益，增大ISO，是增加感光器件对光的灵敏度。高感光度对低光照灵敏，同时对噪杂信号也灵敏，信噪比小，所以高感光度噪点也多(可利用图片软件的降噪功能减轻或去除)。 调节亮度增益说白了就是改变ISO

对于相机拍摄运动物体，很容易产生拖影，导致图像变得模糊。 那么控制不产生拖影的曝光计算公式如下： 曝光时间 <= 精度/运动平台的速度 或 放大倍率 = 视野 / 相机分辨率 v像 = 放大倍率 * 运动速度的平台 曝光时间 <= 像元尺寸/像 来源： CSDN 作者： 光电的一只菜鸡 链接： https://blog.csdn.net/qq_35789421/article/details/95190126

在相机曝光中，如果曝光时间太短，吸光不足，且光源是灯管的话，容易导致图像闪烁。 这时候可以用高频的光源，或者提升相机曝光时间。但是提升曝光时间意味着，帧率下降。 通过一系列数学优化和推理思路优化，已成功将算法运算时间 由40ms 减少到 1ms 帧率 近似等于 1/曝光时间 来源： CSDN 作者： 南七小僧 链接： https://blog.csdn.net/qq_25439417/article/details/82769199

const auto expose_us = bluefox2_ros_->camera().GetExposeUs(); const auto expose_duration = ros::Duration(expose_us * 1e-6 / 2); const auto time = ros::Time::now() + expose_duration; 可以考虑快门打开到关闭的时间为曝光时间，则快门开到最大并开始关闭的瞬间曝光量最大，所以 成像的瞬间的时间 = 启动快门的时间 + 曝光时间/2 来源： CSDN 作者： zhuoyueljl 链接： https://blog.csdn.net/zhuoyueljl/article/details/90407933

1.相机帧率和曝光时间的关系 2.相机曝光时间与增益 https://blog.csdn.net/qq_32790593/article/details/83987171 来源： CSDN 作者： qq_32790593 链接： https://blog.csdn.net/qq_32790593/article/details/102310870