Mesure du rapport signal/bruit (S/B)

Le rapport signal sur bruit (rapport S/B) est le rapport entre la puissance d'un signal désiré et la puissance du bruit de fond. Il se mesure en décibels (dB).

Les caractéristiques électriques du capteur déterminent le rapport S/B qui peut être obtenu. Plus les caractéristiques électriques d'un capteur sont uniformes, meilleur est son rapport S/B. Les capteurs modernes sensibles à la lumière sont davantage limités par le bruit de grenaille que les capteurs plus anciens, le bruit de grenaille des photons étant le facteur de bruit dominant.

Ce livre blanc détaille la méthode par laquelle Axis mesure le rapport S/B requis par les produits vidéo Axis pour produire des images d'une qualité spécifiée. La mesure du rapport S/B décrite ici est utilisée pour comparer différentes combinaisons d'optiques, autrement dit des blocs caméra associés à des capteurs. La mesure du rapport S/B est l'une des étapes de notre processus visant à garantir une qualité d'image de pointe.

Ce chapitre décrit brièvement comment estimer rapidement un rapport S/B dans le meilleur des cas d'après les mesures effectuées sur une mire de gris. Les images de cette mesure concernent toutes l'image traitée après le pipeline de traitement d'images (IPP), c'est-à-dire l'image présentée à l'utilisateur final. Aucune pondération des données n'est effectuée en fonction de la perception humaine. Les mesures sont effectuées avec le gain du capteur désactivé, et le bruit est supposé non corrélé. Les caméras Axis utilisées pour les mesures du rapport S/B fonctionnent toujours en mode jour, avec leurs filtres IR activés.

1. Utilisez une mire des gris dont la valeur de réflectance est d'environ 30 %.

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3. Installez au minimum deux (2) panneaux d'éclairage professionnels afin d'illuminer uniformément la scène. Le niveau d'éclairement doit être de 2,0 klx sur la scène et la température de couleur doit être de 6500 K. Le niveau d'éclairement et la température de couleur ont été choisis parce qu'il s'agit d'une situation que l'on rencontre souvent dans le domaine de la radiodiffusion.

4. Désactivez le gain du capteur.

5. Réglez l'objectif en grand angle.

6. Réglez la caméra pour que la mire des gris couvre l'ensemble de l'image.

7. Réglez le temps d'exposition manuellement pour obtenir une image juste en dessous de la saturation, c'est-à-dire que la valeur ADC la plus élevée doit être ≤ 254.

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9. Prenez cinq (5) clichés de la scène. Le temps d'exposition doit être inférieur à une (1) image.

10. Dans chaque cliché, tracez le profil d'intensité et trouvez le pic du profil. Afin d'obtenir un rapport signal/bruit exploitable, déterminez la taille d'une région autour du pic qui offre un profil d'intensité relativement plat (région recadrée). Pour un capteur 1080p, une région de dimensions 100×100 pixels convient.

    Le recadrage de l'image sur une région a pour but d'éviter les effets de vignettage dus à l'optique et à un éventuel éclairage inégal qui donnerait des valeurs trompeuses.

11. Dans chaque région recadrée, calculez le rapport S/B selon l'équation 1, où μ_R;G;B et σ_R;G;B sont les moyennes et les écarts-types de chaque canal de couleur.

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13. Calculez la moyenne des rapports S/B des cinq clichés pour approximer le rapport S/B final.