我應該在什麼情況下使用 TIS 相機的黑階(Black Level)功能?

Black Level(黑階)設定控制感測器的類比黑階,並直接影響原始像素資料的產生。它會在影像資料進一步處理之前,將感測器的輸出值向上或向下偏移。

我應該使用什麼樣的 Black Level 設定?

一般原則是,Black Level 應在您的應用允許的範圍內盡可能設低。

對於彩色相機,在使用色彩校正矩陣(CCM)與 Gamma 校正時,Black Level 必須設為 0,才能獲得準確的色彩還原。

為什麼可能需要提高黑階(Black Level)?

在分析極低光照條件下拍攝的影像時,將黑階設得非常低會帶來一個重要的取捨。

即使沒有任何光線到達感測器,感測器的輸出也不會是單一的固定值。由於感測器雜訊及其他變異,像素值通常會形成一個圍繞感測器黑階的分布。

如果將黑階設為 0,此分布的一部分可能會延伸到零以下。這些負值無法在原始像素資料中表示,因此會在下限處被截斷。

因此,暗訊號分布中所包含的部分資訊會遺失。

如果您的應用需要精確分析極暗影像中的像素值分布,稍微提高黑階可以保留更多此類資訊,並避免分布的下半部被截斷。

如何觀察這個效果?

這個效果可以在影像直方圖中清楚觀察到。

當黑階非常低時,暗像素的分布可能會在下限處被截斷。提高黑階可使分布遠離此下限,從而完整擷取並分析整個分布。

因此:

• 一般影像擷取與色彩處理:盡可能將黑階保持在最低。對於使用色彩校正矩陣(Color Correction Matrix)與 Gamma 校正的彩色相機,請將其設為 0。

• 分析極暗影像或像素值分布:可考慮稍微提高黑階,以避免感測器輸出分布的下半部被截斷。

注意:提高黑階並不會提升感測器的靈敏度,也不會產生額外的影像資訊。它改變的是感測器類比輸出分布相對於可用數位範圍的位置。