【ISP】sensor高亮灰度溢出及anti-bloomimg功能

一、anti-bloomimg功能

埃科光电的线阵新产品有高信噪比和anti-bloomimg功能,了解一下

二、溢出现象(Blooming)的产生原因

参考文章路径:https://andor.oxinst.com/learning/view/article/ccd-blooming-and-anti-blooming

当单个像素内的电荷超过饱和电平,电荷开始流入相邻像素时,就会发生溢出现象。

CCD传感器的设计通常便于电荷沿垂直方向转移,同时设置势垒,抑制电荷向水平方向扩散。因此,溢出的电荷会优先流向垂直方向的邻近像素,最终形成典型的垂直拖尾条纹。

2.1 现象

当画面中存在强光点(灯泡、太阳、激光、反光亮点)时,感光像素电荷会饱和,多余电荷会向外溢流扩散到相邻像素,造成:

  • 亮点垂直拖尾、竖线

  • 强光区域发白扩大、光晕,掩盖周围细节

    Anti‑Blooming 就是抑制电荷溢流,防止强光 "漫出来污染邻近像素"。

2.2 图像传感器

图像传感器应对bloom现象时,有以下类型:

CCD 传感器:部分CCD 有抗溢漏结构,抗光晕能力很强,缺点是降低量子效率;

CMOS 传感器:大部分 CMOS 抗 blooming 能力弱,成本低,于是部分工业 CMOS 设计了专门的抗溢漏电路来应对blooming。

2.3 抗溢漏电路电路设计

部分传感器内置专门的抗溢出结构,用于抑制溢出现象。抗溢出结构会在电荷溢出像素之前,将多余电荷泄放掉,以此消除溢出效应。

但抗溢出结构会降低传感器的有效量子效率,还会引入信号非线性。因此,对于弱光探测、高精度测量类应用,不建议选用带抗溢出功能的传感器。

2.4 多帧短曝光求和

为了避免电荷溢出,还可以采用多次短曝光结果累加求和,等效总曝光时长为单次曝光时长乘以累加次数。

缺点是单次曝光下的本底噪声,也会乘累加次数,相比长曝光相当于放大了本底噪声。

如果每一次短曝光的信号都控制在接近饱和但未饱和的水平,累加之后,信号的动态范围也会随累加次数同步提升。

三、 应用场景

  • 需要拍强光场景:焊接电弧、太阳、车灯、激光光斑,打开 Anti‑Blooming
  • ❇️暗光、弱光测量场景:尽量关闭,获得更大满阱、更高动态范围。

区分概念:

  • Blooming(溢漏 / 光晕拖尾):传感器电荷溢出,靠 anti‑blooming 电路解决;
  • Lens flare(镜头眩光):镜片反射杂光,只能靠遮光罩、镀膜镜头改善,软件 / 传感器功能消不掉。

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