Tengo una hoja de datos del sensor CCD que cita los siguientes parámetros de acuerdo con el estándar EMVA 1288:
ADC bits 14 bits
Well depth 17273 e-
Gain (e-/ADU) 0.17
No puedo conciliar estos números. ¿La ganancia no debería ser simplemente la relación entre el número de electrones en el pozo y el recuento de píxeles de la ADU? En ese caso, ¿no debería ser igual a 17273/2^14 = 1,054? ¿O me estoy perdiendo algún tipo de comportamiento no lineal cerca de la profundidad total del pozo que impide calcular esta relación a plena capacidad del pozo?
Por si tienes curiosidad, esta es la cámara Grasshopper3 GS3-U3-14S5M-C de PTGrey. La hoja de datos está disponible en su sitio web.
Curiosamente, cuando miro las especificaciones de una cámara ST-8E diferente : FWC=180000, ADC 16bit, el valor de la hoja de datos de ganancia=2.8e-/ADU está bastante cerca de la relación FWC/2^16=2.74.
La profundidad del pozo es una propiedad del sensor. En su ejemplo, los fotones incidentes se convierten en electrones con una proporción correspondiente a la eficiencia cuántica y cuando el píxel ha acumulado 17 273e-, los e- adicionales generados ya no se aceptan en el píxel "completamente reservado".
El ADC y la ganancia son propiedades del diseño electrónico de la cámara y explican cómo se contarán estos malditos electrones después de la transferencia desde el sensor.
ADC de 14 bits significa que la electrónica podrá producir una señal digital entre 0 y 16 383 niveles de gris. Y, finalmente, la ganancia de 0.17 le dice que cada 0.17e- está generando un nivel digital en 16 bits. Luego, el nivel de gris real que se muestra se puede calcular utilizando la relación de bits entre 16 y el convertidor real.
Nada impide que una cámara esté mal diseñada o que no tenga un convertidor ADC instalado en el sensor seleccionado. Aquí, un píxel saturado con 17273e- generará 101 606 niveles digitales (16 bits), lo que hace 25 401 niveles de gris en 14 bits (divididos por 4 para la diferencia de 2 bits). Dado que 14 bits están limitados a 16 383 niveles, significa que su electrónica saturará la señal mucho antes de que se sature el píxel de su sensor.
En pocas palabras, no vería ninguna diferencia si su píxel se saturara a 11 140e-. Simplemente intente rehacer el cálculo con este nuevo valor de saturación y debería ver una buena correlación con la ganancia.
Esta es la respuesta que obtuve del equipo de soporte técnico de PTGrey:
La ganancia en el documento EMVA se calcula utilizando datos de 16 bits y también tiene en cuenta el ruido. No puedo darte esta fórmula, pero si usas 16 bits en lugar de 14, obtendrás un resultado más cercano.
Si calcula 17273/2^16, da 0,26, que de hecho está más cerca de 0,17 pero no coincide exactamente. La ecuación estándar EMVA1288 (9) y la sección 6.6 describen cómo se estima experimentalmente esta ganancia utilizando el "método de transferencia de fotones".
Carlos Witthoft