光强度作为曝光和图像亮度的函数答案

【问题标题】：Light intensity as function of exposure and image brightnes光强度作为曝光和图像亮度的函数
【发布时间】：2014-01-23 23:35:23
【问题描述】：

我想用安装在显微镜上的 BW 相机测量显微镜图像的光强度。我的目的是比较特定图像的亮度。我对测量绝对光强度和单位都不感兴趣。

我认为，该函数应该使用曝光和一些与亮度相关的指标（例如阈值直方图宽度或像素值平均值）。

我的第一次尝试：1/exposure * 亮度适用于较小的曝光范围。

曝光是实数 [0.001..0.6]，亮度是自然数 [0..255]。有这两个数字的相机接收到的光强的计算公式吗？

非常感谢您的建议！

附：目前我使用模糊逻辑估计强度。可以，但校准不灵活。

编辑： 我从相机制造商那里得到了更多信息。当像素值在50-200范围内时，光的函数是线性的

【问题讨论】：

【解决方案1】：

您说“我对测量绝对光强度和单位都不感兴趣。”。所以我猜你只想回答这样的问题：“这张图片中的光源的亮度是另一张图片中的 N 倍：N 是多少？”。

当然，只有在其他一切（大致）保持不变的情况下，从图像中估计此类问题的答案才有意义：显微镜、相机、成像样品的透射（或反射）等。是这样吗？

如果图像的内容大致相同，我将首先比较图像范围的统计数据：中值/平均值/第 n 个分位数强度的比率，并查看是否存在共同偏移。如果您的图像是每通道 8 位的，请小心：您可能必须通过在计算统计数据之前移除应用的任何伽马压缩来对它们进行线性化。

然而，正如您所注意到的，当曝光的变化增加时，事情会变得更加复杂，这可能是因为非线性效应（低端的截止或高端的饱和）。

【讨论】：

【解决方案2】：

曝光可能以秒或某个时间单位为单位。那么你的第一次尝试应该是正确的：

1/曝光*亮度

一个可能的问题可能是闪存。如果它在 10 毫秒内闪烁并且您的曝光 10 毫秒，那么结果将类似于 10 毫秒（取决于除了闪光灯之外房间里有多少光线）。

我会在同一个物体上拍几张照片，改变曝光。绘制亮度与曝光，它应该是一条对角线，如果不是，形状可能会给你一些线索。如果在某些时候线条变平，则可能是闪光持续时间不够。

闪光灯可能会出现更多问题，例如与曝光不同步或在所有曝光期间亮度不均匀（例如，达到最大亮度可能需要几分之一毫秒）。

如果没有闪光灯，伽马校正可能是问题所在，正如建议的那样。无论如何，亮度与曝光的关系图可能会有所帮助。

【讨论】：

感谢您分享您的想法！我不使用闪光灯，而是使用 60 瓦 LED。相机拍摄时它不闪烁。正如你所写，我实际上已经制定了一个情节并看到了一条上升线。但是，我无法做出合理的结论。我会尽快用数据更新问题。 P.S.：
也许你可以附上情节。也许最好用一张白纸（均匀的表面）进行测试，因为如果像素是暗的还是亮的，伽马校正会产生不同的影响。
对不起，到现在还没有成功附上剧情。我将用更多信息开始另一个赏金（或重新表述这个问题），因为我还没有得到令人满意的答案。