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GB／T 41310-2022 视觉模组光电性能的图像式检测方法.pdf基础光电参数包括：响应度、系统总增益、量子效率、时域暗噪声、绝对灵敏度阈值、饱和容量、动态 范围、信噪比与线性度。按下列步骤进行检测。 a）检测环境中的所有仪器设备通电。 b）按照第7章的要求设置好被测样品，记录环境温度，记录辐射曝光条件。 c）按照以下步骤进行图像采集： 1）被测视觉模组开始采集图像，打开光源，从0开始等间隔增加辐射曝光量，直到被测样品 饱和输出为止，此时采得图像的平均灰度值不再增加。应至少采集10组不同辐射曝光量 的图像； 2） 每种辐射曝光量条件下采集两幅明场图像，并记录辐照度计测得辐照度E； 3）关闭光源，对应每种辐射曝光量的曝光时间采集两幅无光照的暗场图像； 4）关闭光源，在被测样品可设置的最短曝光时间下采集两幅无光照的暗场图像 d 按照9.1中基础光电参数的计算方法计算响应度、系统总增益、量子效率、时域暗噪声、绝对灵 敏度國值、饱和容量、动态范围、信噪比与线性度
8.3空间非均匀性的检测
按下列步骤进行检测。 a）检测环境中的所有仪器设备通电 b）按照第7章的要求设置好被测样品，记录环境温度。 c）按照下列步骤进行图像采集： 1）被测视觉模组开始采集图像，打开光源，通过调整辐射曝光量，使被测样品输出图像达到 50%饱和灰度值，此时采得图像的平均灰度值为饱和输出时平均灰度值的一半，采集L （L≥16）幅明场图像，并记录辐照度计测得辐照度E； 2） 关闭光源JB/T 8137.1-2013 电线电缆交货盘 第1部分：一般规定，保持步骤1）中被测样品的曝光时间不变，关团闭光源，采集L幅无光照的暗场 图像。 d）按照9.2中计算方法计算空间非均匀性
8.4暗电流特性的检测
按下列步骤进行检测： a）检测环境中的所有仪器设备通电，关闭光源，将被测样品置于暗场环境中
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即被测样品应达到热平衡状态： C 被测视觉模组开始采集图像，在被测样品的最小曝光至最大曝光的区间内，等间隔选择至少6 个曝光时间，在每个曝光时间下采集2幅图像； d）按照9.3.1中计算方法计算暗电流
8.4.2暗电流温度依赖性检测
按下列步骤进行检测 a）在被测样品的工作温度范围内，间隔均匀地选择至少6个温度点； b）每个温度点按照8.4.1中步骤采集图像，并计算每个温度点的暗电流
8.5光谱灵敏度的检测
按下列步骤进行检测： a）检测环境中的所有仪器设备通电； b） 按照第7章的要求设置好被测样品，记录环境温度； C） 按第6章的要求选择波长可调光源，在被测样品可响应的全波长范围内选择多个测试点，相邻 两个测试点的波长间隔应小于或等于光源在对应波长处两倍的半峰全宽值； d 设定光源的波长，打开光源，不要求覆盖被测样品的整个感光面，可选取部分感光区域进行检 测。并记录辐照度计测得辐照度E e) 被测视觉模组开始采集图像，调整被测样品的辐射曝光量，使所选定的检测区域内输出的图像 灰度均值在饱和输出时平均灰度值的20%～80%范围内，采集并保存2幅明场图像，记录其 辐射曝光量以及曝光时间； 关闭光源，保持步骤d)中被测样品的曝光时间不变，采集并保存2幅无光照的暗场图像： g) 根据9.1.4中方法计算对应波长下的量子效率； h) 调整单色光源波长到下一个设定值，重复c）f)步骤，直至完成全部所选定波长光照条件下的 明场与暗场图像的采集并记录其曝光时间
9.1基础光电参数的数据处理
按8.2a）～8.2d)的步骤采集图像，在每种辐射曝光量条件下，利用采集的图像，分别计算 辐射曝光量时的平均灰度值y，暗场的平均灰度值"y.dark，时域方差，暗场时域方差α.dark， 直t、饱和灰度值at和平均光子数
9.1.1.2平均灰度值μ
式中： y 平均灰度值； N 图像的列数； M 图像的行数； m 图像的第m行；
图像的第n列； yA[m] [n] 图像A的m行n列的灰度； yB「m[n 图像B的m行n列的灰度
9.1.1.3暗场平均灰度值u.dlrk
针对每种辐射曝光量下对应曝光时间的两幅暗场图像（图像A与图像B），按照公式（1 平均灰度值。
9.1.1.4时域方差c2
.1.1.5暗场时域方差α
针对每种辐射曝光量下对应曝光时间的两幅暗场图像（图像A与图像B），按照公式（2）计算暗场 时域方差。
9.1.1.6绘制光子转移曲线（PTC曲线）
根据9.1.1.2～9.1.1.5计算所得值绘制曲线，其中横轴为，一"y.dark，纵轴为一α3.dark，连接每种辐 射曝光量下计算得到的μ，一y.dr值与の一α.dark值绘得光子转移曲线，利用A与B间的数据进行线性 拟合得到拟合曲线，示例见图5
图5光子转移曲线示例
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9.1.1.7饱和灰度值μ.ml
9.1.1.8平均光子数μ
针对每种辐射曝光量条件，按照公式（3)计算平均光子数
AEtexp hc/入
式中： μp 平均光子数；AG A 被测样品像素面积； 被测样品成像面的辐照度： t exp 被测样品的曝光时间，当采用第7章中的f)3)脉冲照明的方式控制辐射曝光量时，tex为 曝光过程中光源所有脉冲的脉宽之和； h 普朗克常量； C 光的速度； 光源的波长
9.1.2 响应度 R
9.1.3系统总增益K
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9.1.4量子效率 m
按照公式（6)计算该检测波长下的量子效率：
9.1.5 时域暗噪声 ,
根据8.2最短曝光时间采集的两幅暗场图像，按照9.1.1.5的方法计算被测样品最小曝光时间 lark。当03.dark<0.24时，0y.dark取值为0.49。 按照公式（7)计算去除量化噪声后的时域暗噪声α，单位为电子个数，e
式中： da时域暗噪声； 量化噪声，值为1/12。
式中： aa时域暗噪声； 量化噪声，值为1/12。
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9.1.6绝对灵敏度阅值
9.1.7饱和容量 μ.l
upmin=μp（SNR=1）= [1+/+4(+/)
通过图5光子响应曲线找到饱和点C，并通过曲线得到点对应的"，一"y.dark值，并在图6
9.1.8 动态范围 DR
按照公式（10)计算动态范围DR：
安照公式（11)计算不同辐射曝光量下的信噪比
按照公式（12)计算理论信噪比
安照公式（13）计算理想信
公式(14)计算最大信噪日
a SNR(μ)= np V+/K?+p SNRideal =μp SNRmx = Vμeal
通过9.1.1计算得到不同辐射曝光量情况下被测样品的^yy.ar、°，，并按照公式（11）计算对应的 SNR，坐标轴取双对数后绘制SNR曲线，其中横轴为平均光子数，纵轴为信噪比SNR，信噪比的单位为 IB(20log1SNR）和bits(log2SNR）。连接所有辐射曝光量下计算得到的SNR绘出数据点曲线，数据点 曲线上标注SNR=1时对应的横坐标为绝对灵敏度阈值，按照公式（12)计算得到的SNR（μp）绘制出理 仑信噪比曲线，按照公式（13）计算得到的SNRideal绘制出理想信噪比曲线，按照公式（14）计算得到 SNRmx在理想信噪比曲线上标注，对应横坐标为饱和辐射曝光量，所有曲线示例见图7。
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图7SNR曲线图示例
线性度评估应至少要使用9组平均灰度值"，[（i：曝光时间)和辐射曝光量H[门（这里用平 数，表示），采用最小二乘线性回归来确定其线性关系见公式（15）： y=a+aiH
线性度评估应至少要使用9组平均灰度值，[（i：曝光时间)和辐射曝光量H[（这里用平 数"，表示），采用最小二乘线性回归来确定其线性关系见公式（15）： y=a+aiH
线性度评估应至少要使用9组平均灰度值，i（i：曝光时间)和辐射曝光量Hi（这里用平均光 子数产，表示），采用最小二乘线性回归来确定其线性关系见公式（15）： y=ao+aH · (15 式中： αo—拟合直线的截距； a1一拟合直线的斜率。 绘制线性度评估曲线，其中横轴为平均光子数，纵轴为平均灰度值，［订，连接不同辐射曝光量 下线性度值并进行拟合得到拟合曲线，示例见图8。
αo 拟合直线的截距； a1一一拟合直线的斜率。 绘制线性度评估曲线，其中横轴为平均光子数p，纵轴为平均灰度值"，［订，连接不同辐射曝 线性度值并进行拟合得到拟合曲线，示例见图8
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只选用（μy.sat一μy.dark）在5%（图8中A点）到95%（图7中B点）饱和范围内的y[与H[值进 行计算。"y.dark和"y.sat分别是暗场灰度值和饱和灰度值。 按照公式（17）计算相对偏差：
式中： ,[］一相对偏差，%。 按照公式(18)计算所有相对偏差绝对值的算术平均值得到线性度偏差
LE一一线性度偏差，%； 一一5%~95%范围内，被统计计算的测量点总数。 绘制线性度偏差曲线，其中横轴为平均光子数"，纵轴为线性度偏差，［订，连接不同辐射曝光量 下线性度偏差值得到曲线，示例见图9。图9中AB标示出了饱和的5%～95%范围，在此范围内按公 式（18）来计算线性度偏差曲线
标引序号说明： 线性度偏差计算范围起始点： B——线性度偏差计算范围结束点。
9.2空间非均匀性的数据处理
图9线性度偏差评估示例
根据8.3中采集的L幅明场图像和L幅暗场图像计算得到（y>，按公式（19）～公式（20）计算半饱 和的明场均值图像与暗场均值图像
> Cy[i] μ(y>=MN 4
式中：
式中： sy) 测量方差； 0y.stack 《>图像的时域噪声残留方差； s 一空域方差； 利用9.1.3中的得到的K值，按照公式（25)计算DSNU按照公式（26)计算PRNU
S y.dark L幅暗场平均图像的空域标准差； S y.50 L幅50%饱和平均图像的空域标准差； y.50 L幅50%饱和平均图像的平均灰度值； P y.dark L幅暗场平均图像的平均灰度值。 视觉模组的空间非均匀性可以进一步细分为行、列及像素非均匀性，以更好的定量评估其非均争 征，见公式（27）：
s, = s3.row + s3.cpl + s3.pixe
= s 3.row + s 2.col + s 2.pixel +++...++.+.+++..++( 27
式中： μ, [n] —L幅图像的行平均灰度； μ[m] L幅图像的列平均灰度。
μ,[n]
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按照公式（30）和公式（31）计算s3.v与s3.ray
9.3暗电流的数据处理
图10暗噪声信号与曝光时间线性关系示例
当被测样品具有暗电流补偿时，按照公式（37)描述暗噪声方差与暗电流的关系
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0=o.0 +a.tex
=o.0+a.tex +..+...++...
利用8.4.1采集的不同曝光时间暗场图像，按照9.1.1.4计算对应的c3，绘制暗噪声方差与曝光时 间线性关系曲线，横轴为曝光时间tex，纵轴为各曝光时间下暗噪声方差，示例见图11。通过最小二 乘法得到曲线斜率a。使用9.1.3得到的K，按照公式(38)计算暗电流μ1:
9.3.2暗电流加倍温差
TCCFA 01043-2019 有色丙纶弹力丝图11暗噪声方差对曝光时间的线性关系示例
按8.4.2采集的图像，按9.3.1计算出不同温度下的暗电流1，选择最小温度点为起点Tref，其 暗电流值为mf。 按照公式（39).绘制1og10μT变化的对数曲线
log1o/μ1=log10/μLref+logio2.
一一公式（39）线性回归曲线的斜率。 注：很多最新的图像传感器已不符合“暗电流加倍温差”的对数线性规律，因此无法得到有意义的“线性回归曲线的 斜率”。对此类图像传感器，暗电流加倍温差已无意义，只需要测量所需要的不同温度条件下的暗电流并绘制 暗电流随温度变化的曲线即可
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源的波长，纵轴为使用各波长时计算得到的量子效率，连接数据曲线，示例见图12。
检测报告至少应给出以下内容： 试验对象； 所使用的标准（包括发布或出版年号）； 所使用的方法（如果标准中包括几个方法）； 结果； 观察到的异常现象； 试验日期； 所选光源的峰值波长入，、质心波长入。、半峰全宽FWHM； 检测时的环境温度与样品工作温度，以及温度的控制方式； 检测时选取饱和点的方法； 影响样品性能的参数如增益
图12量子效率的光谱测试示例
TZZB 1084-2019 刺破式连接车灯线束GB/T413102022