如何选择科学相机,彩色还是黑白?

time23/01/05

黑白相机只能拍摄得到灰度图像,而彩色相机可以获取彩色图像,以每个像素的红、绿、蓝(RGB)信息的形式展现,虽然获得额外的颜色信息可能很有价值,但黑白相机往往对信号更敏感,在对精细细节的分辨方面更具有优势。

 

黑白相机会测量击中每个像素的光子数,而不记录捕获光子波长的信息。为了获得彩色相机,需要在图像传感器的感光面上放置一个由红、绿、蓝滤光片组成的网格,称为拜耳矩阵。这意味着每个像素只能检测到红色、绿色或蓝色的光。为了形成彩色图像,就要将这些RGB强度值结合起来-这与计算机显示器用于显示颜色的方法相同。

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拜耳矩阵是红、绿、蓝滤光片的固定分布,每个红、蓝像素对应两个绿色像素。这是因为对包括太阳在内的大多数光源来说,绿色波长是最强的。

 

彩色或黑白?

 

对于灵敏度很重要的应用,黑白相机更具优势。彩色成像需要用到滤光片,这就意味着光子会损失——例如,捕捉红光波长信号的像素无法捕捉落在它们上面的绿色波长的光子,但对于黑白相机来说,所有的光子都能被检测到,与彩色相机相比,它能够提供多出2倍到4倍的灵敏度,这取决于光子的波长。此外,彩色相机很难分辨细节,因为只有1/4的像素可以捕捉到红光或蓝光,相机的有效分辨率降低了4倍。绿色光线由1 / 2像素捕获,因此灵敏度和分辨率降低了1 / 2。当然,彩色相机能够比黑白相机更快、更简单、更有效地产生彩色图像,黑白相机需要额外的硬件和获取多个图像来产生彩色图像。

 

你需要彩色相机吗?

 

如果弱光成像在你的成像应用中很重要,那么黑白相机可能是最好的选择;如果颜色信息比灵敏度更重要,建议使用彩色相机。

 

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