Présentation EMVA 1288 : Performances d'imagerie

Certains termes et caractéristiques liés aux performances d’imagerie d’une caméra sont repris sur notre site web. Cette page fournit une description simple et directe de ces caractéristiques. 

Quelles caractéristiques sont testées et que signifient-elles ?

EFFICACITÉ quantique (QE en abrégé)

Unité de mesure :Pourcentage (%)

Définition : Pourcentage de photons convertis en électrons à une longueur d'onde particulière par le capteur.

Qu'est-ce que cela signifie ?  Un QE supérieur signifie une plus grande sensibilité à la lumière, ce qui est bénéfique en particulier pour les applications à faible luminosité. De plus, certains capteurs peuvent être réglés sur une meilleure sensibilité dans différentes gammes de longueurs d'onde. Selon votre application, les résultats de QE à certaines longueurs d'onde peuvent être plus importants que d'autres. Par exemple, un QE plus élevé dans la plage des IR proches (850 - 950 nm) est important pour la surveillance du trafic à faible luminosité. Certains des meilleurs capteurs offerts par FLIR ont un QE maximal de 70% à 80% (reportez-vous à l'image pour un exemple de graphique). Aucun capteur n'est efficace à 100 %.

Qu'est-ce qui affecte les résultats du QE ? La conception du capteur par le fabricant. Les nouveaux capteurs, tels que les capteurs Sony Pregius, ont tendance à avoir un QE plus élevé.

BRUIT SOMBRE TEMPOREL (également connu sous le nom de bruit de lecture)

Unité de mesure : Électrons (e-)

Définition : Bruit dans le capteur lorsqu'il n'y a pas de signal.

Qu'est-ce que cela signifie ? Un bruit sombre temporel faible signifie une image plus propre. Tous les capteurs présentent un certain degré de bruit sombre temporel causé par l’électronique du capteur. Le bruit sombre temporel n'est pas affecté par le temps d'exposition et n'inclut pas le bruit de grenaille.

Qu'est-ce qui affecte le bruit sombre temporel ? Les conceptions des fabricants de capteurs et de caméras. Les nouveaux capteurs tirent parti des techniques permettant de réduire le bruit sombre temporel. Les fabricants d'appareils photo peuvent réduire davantage le bruit en abaissant l'horloge de pixel et en désactivant certains composants électroniques autour du capteur.

CAPACITÉ DE SATURATION (également connue sous le nom de Pleine profondeur)

Unité de mesure : Électrons (e-)

Définition : Quantité de charge qu'un pixel peut contenir.

Qu'est-ce que cela signifie ? Chaque pixel est comme un puits ou un seau pouvant contenir des électrons. La capacité de saturation indique le nombre maximal d'électrons qu'un pixel peut stocker et est lié à la taille de pixel d'un capteur. Plus la capacité de saturation est élevée, plus la plage dynamique potentielle est élevée. Plus le nombre est bas, plus le pixel atteindra sa charge maximale rapidement. Si vous imaginez tous les pixels atteignant leur capacité de saturation, cela ressemblerait à un écran blanc sur votre moniteur. La capacité de saturation en elle-même n'est pas une mesure parfaite pour évaluer la performance du capteur, car le bruit temporel sombre et l'efficacité quantique fonctionnent en relation avec la plage dynamique et le rapport signal-bruit.

Qu'est-ce qui affecte les résultats ? La conception du capteur par le fabricant. Les nouveaux capteurs dotés de conceptions de pixels améliorées auront des résultats de saturation plus élevés. En général, plus la taille en pixels est grande, plus la capacité de saturation est élevée.

RAPPORT SIGNAL-BRUIT (abrégé SNR ou SN)

Unité de mesure : Décibels (dB) ou bits

Définition : Rapport entre le signal à saturation et le bruit à saturation. Le bruit à saturation est principalement un bruit de grenaille.

Qu'est-ce que cela signifie ? Plus le nombre est élevé, plus vous aurez de contraste et de clarté par rapport au bruit de l'image. Par exemple, si vous avez un SNR de 1, l'objet que vous créez sera indiscernable par rapport au bruit de l'image. Un rapport signal-bruit élevé est une caractéristique importante pour les applications à très faible luminosité, telles que la microscopie à fond noir et l'imagerie par fluorescence. Tous les capteurs de la gamme de caméras FLIR ont un rapport signal-bruit supérieur à 35 dB et les meilleurs résultats sont supérieurs à 40 dB.

Qu'est-ce qui affecte les résultats ? Les conceptions des fabricants de capteurs et de caméras. Le bruit sombre temporel, le bruit de grenaille, l'efficacité quantique et la capacité de saturation affecteront le rapport.

PLAGE DYNAMIQUE

Unité de mesure : Décibels (dB) ou bits

Définition : Rapport entre le signal à saturation et le minimum que le capteur peut mesurer.

Qu'est-ce que cela signifie ? Plus le nombre est élevé, plus vous obtiendrez de niveaux de nuance de gris dans l'image. En d'autres termes, la plage dynamique décrit la capacité de la caméra à détecter les intensités lumineuses maximales et minimales (ombres et lumières intenses). Les modèles avec une plage dynamique plus élevée peuvent détecter plus de détails. Dans les applications extérieures où les zones claires et sombres sont reproduites en même temps ou où les caméras sont exposées à des conditions d'éclairage changeant rapidement, une plage dynamique plus élevée représente un avantage important.

Qu'est-ce qui affecte les résultats ? Les conceptions des fabricants de capteurs et de caméras. Le convertisseur analogique-numérique (ADC) de la caméra peut également affecter la plage dynamique, car un convertisseur analogique-numérique de bit inférieur pourrait le limiter.

SEUIL DE SENSIBILITÉ ABSOLUE

Unité de mesure : Photon (γ)

Définition : Nombre de photons nécessaires pour avoir un signal égal au bruit.

Qu'est-ce que cela signifie ? Plus le nombre de photons est faible, plus la caméra peut identifier des données d’imagerie utiles à partir du bruit de la caméra. Cette caractéristique est plus importante pour les applications dans des conditions de très faible luminosité. Contrairement à la QE ou au bruit sombre temporel, le seuil de sensibilité absolue permet de mieux comprendre les performances en faible luminosité car il prend déjà en compte le QE et le bruit sombre temporel du capteur, ainsi que le bruit de grenaille.

Qu'est-ce qui affecte les résultats ? Les conceptions des fabricants de capteurs et de caméras. Le seuil de sensibilité absolue prend en compte le bruit sombre temporel, le bruit de grenaille et l'efficacité quantique du capteur.

GAIN

Unité de mesure : Électrons sur ADU à 16 bits (e-/ADU)

Définition : Paramètre indiquant l'ampleur du changement d'électrons nécessaire pour observer un changement dans les ADU 16 bits (mieux connu sous le nom d'échelle de gris).

Qu'est-ce que cela signifie ? Pour mieux comprendre cette caractéristique, imaginez un tableau de nuances de gris de 16 bits. 16 bits de gris équivalent à 65 535 niveaux de gris uniques (voir image). Pour que le capteur enregistre un saut au niveau de gris suivant, il vous faudrait un nombre spécifique d'électrons. C'est ce que décrit cette spécification.

Qu'est-ce qui affecte les résultats ? Les conceptions des fabricants de capteurs et de caméras. La capacité de saturation et l’ADU spécifié (dans ce cas, nous utilisons 16 bits) modifieront les résultats.

Examen du capteur de la caméra

Pour une comparaison côte à côte de nos modèles USB 3.1 et GigE, téléchargez nos fichiers PDF d'examen des capteurs. Remarque : ces PDF n'incluent pas nos graphiques QE.