25. 2. 2012Jak provést kalibraci DSNU, kalibraci PRNU a LUT?
1. Kalibrace DSNU
(1)Proč je DSNU (nejednotnost tmavého signálu)kalibrace
V senzoru je přítomen určitý temný proud, a to i za naprosté tmy. Tyto temné proudy tvoří nerovnoměrné rozložení na povrchu senzoru v důsledku drobných rozdílů ve výrobním procesu, a proto je vyžadována rovnoměrná kalibrace pozadí obrazu pomocí kalibrace DSNU.
(2)DSNUkalibraceMetody
1) Sběr dat: Nejprve musí kamera nasbírat sadu snímků v tmavém poli v úplné tmě.
2) Průměrování: Fázové zprůměrování získaného obrazu tmavého pole za účelem získání průměrného obrazu tmavého pole.
3) Obecný kalibrační snímek: odečtěte referenční snímek (všechny 0 nebo všech 100 atd.) pro generování kalibračního snímku tmavého pole.
4) Ukládání kalibračního obrazu: Výsledný kalibrační obraz tmavého pole je uložen v energeticky nezávislé paměti uvnitř kamery a slouží jako vstup pro algoritmus pozdní kalibrace tmavého pole.
5) Kalibrace aplikace: Při pořizování skutečného snímku fotoaparát odečte korigovaný snímek, aby se eliminovala nerovnost tmavého proudu senzoru.
(3) DSNU korigováno před a po porovnání
Z následujících dvou grafů je zřejmé, že korigovaný obraz v horizontálním směru vykazuje výrazné zlepšení v porovnání s uniformitou obrazu před kalibrací.
Nekorigovaná křivka horizontálních hodnot šedé v tmavém poli
Křivka horizontálních hodnot šedé v tmavém poli po kalibraci DSNU
(4)DSNUkalibracekroky
1) Režim provozu ventilátoru (FanOperationMode) je nastaven na Teplota (Teplota) a režim provozu TECOperationMode je nastaven na Teplota (Teplota).
2) Nastavte teplotu CoolOperationTemperature na skutečnou provozní teplotu.
3) Počkejte na stabilizaci teploty senzoru. (DeviceControl / SensorTemperature)
4) Nastavte BinningHorizontal a BinningVertical na X1.
5) Nastavte Režim spouštění na Vypnuto.
6) Nastavte LUTEnalbe na Vypnuto.
7) Nastavte režim DSNU na Vypnuto.
8) Nastavte režim PRNU na Vypnuto.
9) Nastavte Testovací vzor na Vypnuto.
10) Nastavte OperationMode na TDI.
11) Nastavte úroveň černé na 0.
12) V reálném provozu nastavte parametry AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain a PixelFormat.
13) Zakryjte kryt objektivu. Pokud není pohodlné jej zakrýt, můžete zjistit, zda je průměrná hodnota úrovně šedi. Pokud je AcquisitionLineRate 80000Hz, TDIStagesP1 256, AnalogGain X2 a PixelFormat 8bit, nastavte průměrnou hodnotu úrovně šedi po nastavení výše uvedených parametrů na přibližně 20. Pokud je více než 20, dochází k úniku světla. Doporučujeme kryt zakrýt.
14) Živý obraz spustí kreslení, kamera DSNUGenerate zahájí kalibraci DSNU. Potřebný čas závisí na nastavení AcquisitionLineRate. Nastavte DSNUMode na On a sledujte průměrnou hodnotu šedé obrazu. Teoreticky je průměrná hodnota šedé pro 8 bitů 6, pro 10 bitů 25 a pro 12 bitů 100. Pokud rozdíl mezi průměrnou hodnotou šedé a teoretickou hodnotou naznačuje, že kalibrace DSNU je nesprávná, zkontrolujte, zda je postup operace správný.
15) Pokud se zjistí, že kalibrace DSNU je platná, lze provést DSNUSave. Opravená data budou navázána na aktuální PixelFormat a AnalogGain a uložena do energeticky nezávislé paměti kamery. Ztráta energie se neztratí. Příště se uložená kalibrační data automaticky načtou v kombinaci PixelFormat a AnalogGain.
16) Pokud je vybrána možnost DSNUGenerateAll, fáze automaticky přepne AnalogGain z X2 na X8, provede DSNU jednou při každém simulačním zesílení a po každé kalibraci se automaticky uloží do energeticky nezávislé paměti kamery, čímž se přepíší předchozí kalibrační data, takže je nutné před kalibrací určit, zda lze předchozí kalibrační data DSNU přepsat. DSNUGenerateAll Provedete pouze aktuálně nakonfigurovaný PixelFormat. Pokud potřebujete provést kalibraci DSNU s jinými parametry PixelFormat, musíte přepnout na skutečný parametr PixelFormat a poté spustit DSNUGenerateAll.
(5)DSNUkalibraceČasto kladené otázky
1)Role DSNULoad
Při použití kalibrace DSNUGenerate se data neukládají přímo do energeticky nezávislé paměti, ale do paměti DDR. Dojde k přímému výpadku napájení. Pokud nejsou výsledky kalibrace DSNUGenerate spokojeny, je třeba znovu načíst historii uloženou v parametrech kalibrace DSNU kamery. Poté můžete kliknout na DSNULoad a uložit data kalibrace kamery.
2)Proč jinéčárafrekvence, analogové zesílení,Fáze TDI, bitová hloubka, teplota je třeba provést pro DSNUkalibraceodděleně
Vzhledem k tmavému proudu senzoru, různým linkovým frekvencím, analogovému zesílení, stupni TDI, bitové hloubce a teplotnímu pozadí nemůžeme v továrně korigovat všechny scény a ukládat je do kamery, proto se doporučuje, aby je zákazníci korigovali za podmínek používání svého vlastního zařízení. Následující data jsou v konfiguraci AnalogGain X2, DigitalGain X1 a stupně TDI 256 a nastavili průměrnou hodnotu šedé tmavého pole obrazu na 1K a 300k. Průměrná hodnota šedé tmavého pole se při různých linkových frekvencích značně liší. Z hlediska dat dále vyplývá, že kalibrace DSNU by měla být provedena samostatně při linkové frekvenci.
| frekvence linky | 8bitový | 10bitový | 12bitový |
| 300 tisíc | 20 | 80 | 70 |
| 1K | 31 | 108 | 150 |
3)Proč 8bitový a 10bitový otevřený DSNU obraz nemůže být nasycený, průměrná hodnota šedé barvy obrazu po 12bitovém otevřeném DSNU se zvýšila
Při 8bitové rozlišení odečte kalibrace DSNU referenční obraz (6DN) od průměrného obrazu tmavého pole (20DN) a vygeneruje tak kalibrační obraz tmavého proudu (14DN). Když je kalibrační funkce zapnuta, kalibrační obraz tmavého proudu (14DN) se v reálném čase odečte od původního obrazu, takže obraz bude v porovnání s původním obrazem tmavý a nemůže být saturovaný, stejně jako u 10bitové rozlišení.
Při 12bitové rozlišení používá kalibrace DSNU průměrný obraz tmavého pole (70DN) mínus referenční obraz (100DN) k vygenerování kalibračního obrazu tmavého proudu (-30DN). Pokud je funkce kalibrace zapnuta, použije se kalibrační obraz tmavého proudu (-30DN) mínus původní obraz v reálném čase, takže obraz bude jasnější v porovnání s původním obrazem. Pokud výše uvedené problémy ovlivňují použití, lze je vyřešit úpravou hodnoty BlackLevel.
Výše uvedená data jsou výsledkem frekvence 300K, AnalogGain X2, DigitalGain X1, TDI stupně 256. Při frekvenci různých linek se DSNU na obrázku liší, což je třeba analyzovat samostatně podle výše uvedené logiky.
4)Jak dlouho trvá DSNUkalibracevzít
Protože kalibrace DSNU vyžaduje pořízení obrazu, je doba kalibrace korelována s frekvencí sítě. Čím vyšší je frekvence sítě, tím rychlejší je kalibrace a tím kratší je potřebný čas. Teoretický čas kalibrace lze vypočítat pomocí tabulky pro výpočet času DSNU PRNU Generate. DSNUGenerate nebo DSNUGenerateAll lze posoudit pomocí kódu zobrazeného na obrázku níže. Pokud je kalibrace v Ukázce opravena, lze ji posoudit pozorováním, zda se obraz obnovil do normálu.
5)Jak posoudit, že DSNUkalibraceje úspěšný
Nejprve je třeba nastavit DSNUMode na On a BlackLevel na 0, aby se zjistilo, zda je průměrná hodnota šedé obrazu ve správném rozsahu. Správná průměrná hodnota šedé by měla být 8 bitů z 6, 10 bitů z 25 a 12 bitů z 100. Za druhé, můžeme porovnat uniformitu obrazu v horizontálním směru, shromáždit snímky s DSNUMode nastaveným na Off, respektive On a porovnat uniformitu obrazu v horizontálním směru pomocí ImageJ. Pokud je uniformita výrazně lepší, kalibrace DSNU je úspěšná a parametry skupiny lze uložit do kamery pomocí funkce DSNU Save.
6)Proč DSNUkalibraceefekt se změnil po přepnutí analogového zesílení nebo bitové hloubky
Protože kalibrační parametry DSNU s různou bitovou hloubkou a různým analogovým zesílením budou uloženy samostatně, odpovídající parametry DSNU se při přepínání bitové hloubky nebo analogového zesílení automaticky načtou bez nutnosti spuštění příkazu DSNULoad. Pokud tedy potřebujete přepnout na jinou bitovou hloubku nebo analogové zesílení, doporučuje se přepnout na 10bitový režim pro provedení příkazu DSNUGenerateAll a poté přepnout na 12bitový režim pro provedení příkazu DSNUGenerateAll. Protože 10bitový a 8bitový režim používají sadu parametrů DSNU, není nutné provádět 8bitový režim samostatně. Po kalibraci se veškerá bitová hloubka a zesílení korigují, aby se usnadnilo použití následných kamer s různou bitovou hloubkou a analogovým zesílením.
7)Proč se při provádění DSNU zobrazuje výjimka pro obrázek?kalibrace
Protože se během kalibrace DSNU shromažďují parametry kalibrace výpočtu obrazu senzoru, výstupní obraz bude abnormální, což je normální jev a po kalibraci se automaticky vrátí do normálu. Proto je nutné před pořízením obrazu počkat na kalibraci DSNU.
8)Potřebuji dělat samostatné DSNU?kalibracepro různé směry?
Ne, protože kamera po provedení kalibračního příkazu automaticky opraví oba směry a fáze automaticky načte kalibrační parametr DSNU v daném směru, když se směr přepne.
9)Proč je hodnota pozadí tmavého pole předkalibrace
AcquisitionLineRate je nastaveno na 300 kHz, TDIStagesP1 na 256, AnalogGain na X2, hodnoty tmavého pozadí teoreticky 8 bitů na 20, 10 bitů na 80 a 12 bitů na 70. Pokud je základní hodnota nesprávná, je třeba zjistit, zda je DSNUMode nastaveno na Off, BlackLevel na 0, PRNU na Off, DigitalGain na X1, LUTEnalbe na Off a OperationMode na TDI.
Určete verzi firmwaru. Z historických důvodů mohou mít verze před 29. 4. vysoké hodnoty pozadí. Konkrétní testovaná verze je 2901211203, 12bitové tmavé pole pozadí má přibližně 170DN.
Pro zjištění, zda dochází k úniku světla, se doporučuje zakrýt víko a porovnat, zda je patrný rozdíl v hodnotě šedé. Pokud je rozdíl, dochází k úniku světla.
10)Je nutné při provádění DSNU nastavit režim DSNU na Vypnuto?kalibrace
Při určování, zda dochází k úniku světla a zda je hodnota pozadí před kalibrací tmavého pole normální, je nutné režim DSNU nastavit na hodnotu Vypnuto a stav režimu DSNU není ovlivněn příkazem DSNUGenerate nebo DSNUGenerateAll.
11)Ovlivňuje UserSet kalibrační parametry DSNU?
Ne, pouze parametry DSNUGenerateAll a DSNUSave přepíší kalibrační parametry DSNU uložené uvnitř kamery.
2. Kalibrace PRNU
(1)Proč PRNU (nejednotnost fotoreakce)kalibrace?
Kalibrace PRNU je kalibrační technika obrazových snímačů používaná k odstranění šumu a artefaktů, které se v obrazech objevují v důsledku heterogenní odezvy snímače. PRNU v obrazovém snímači je způsobeno výrobním procesem a nodalitou materiálu, což vede k rozdílům v odezvě různých pixelů za stejných světelných podmínek. Tento rozdíl se může projevit jako šum na pozadí, skvrny, pruhy a další problémy v obraze.
(2)Kalibrace PRNU Metody
1) Pořízení kalibračního obrazu: Fotoaparát shromažďuje sadu nezpracovaných obrazů za poloplného a rovnoměrného osvětlení, nejlépe za použití rovnoměrného světla, aby se zajistilo, že v kalibračním obrazu nebudou žádné další složité efekty.
2) Průměrování více obrázků: nalezení průměrného obrázku z dané sady obrázků.
3) Určete cílovou hodnotu šedé: jako cílovou hodnotu šedé můžete nasbíraný snímek zprůměrovat nebo jej zadat ručně.
4) Kalibrační snímek PRNU: Korigovaný snímek se vypočítá pomocí cílového šedého / průměrného snímku.
5) Uložení kalibračních snímků PRNU: Vygenerované kalibrační snímky PRNU jsou uloženy v energeticky nezávislé paměti uvnitř kamery jako vstup pro algoritmus kalibrace v pozdním tmavém poli.
6) Kalibrace aplikace: Při pořízení skutečného snímku se každý snímek pořízený kamerou vynásobí kalibračním snímkem PRNU, aby se eliminovala homogenita optické odezvy senzoru.
(3)Kalibrace PRNUpřed a po srovnání
Z následujících dvou grafů je zřejmé, že korigovaný obraz v horizontálním směru se výrazně zlepšil v porovnání s uniformitou obrazu před kalibrací.
Nekorigovaná křivka šedé hodnoty otevřeného pole
Křivka šedé barvy v otevřeném poli po kalibraci PRNU
(4)PRUNkalibracekrok
1) Nastavte Režim provozu ventilátoru (FanOperationMode) na Teplota (Teplota) a Režim provozu TECOperationMode na Teplota (Teplota).
2) Nastavte teplotu CoolOperationTemperature na skutečnou provozní teplotu.
3) Počkejte na stabilizaci teploty senzoru. (DeviceControl / SensorTemperature)
4) Nastavte BinningHorizontal a BinningVertical na X1.
5) Nastavte Režim spouštění na Vypnuto.
6) Nastavte LUTEnalbe na Vypnuto.
7) Nastavte režim DSNU na Zapnuto.
8) Nastavte režim PRNU na Vypnuto.
9) Nastavte Testovací vzor na Vypnuto.
10) Nastavte OperationMode na TDI.
11) Nastavte úroveň černé na 0.
12) V reálném provozu nastavte parametry AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain a PixelFormat.
13) Umístěte fotoaparát do rovnoměrného světla. Doporučuje se použít integrální kouli rovnoměrného světla. Kalibrace je nejlepší. Upravujte jas zdroje světla, dokud obraz nedosáhne stavu poloviční saturace. Dbejte na to, aby všech 9 072 pixelů bylo co nejméně nasycených. Pokud použití přenosového kroužku způsobí, že obraz na obou stranách bude citlivý na obraz, může to vést k nízkým automaticky vypočítaným cílovým hodnotám. Posledním jevem je, že průměrná hodnota šedé obrazu se po otevření PRNU výrazně sníží. Pak je třeba aktualizovat verzi firmwaru na verzi 2904230720 nebo novější. Tato verze používá jako cílovou hodnotu průměr 2048 pixelů po posunu o 3520 pixelů. Proto by se měla použít automatická cílová hodnota, aby se zajistilo, že středních 2048 pixelů je v expozičním stavu.
14) Implementujte Live, začněte vykreslovat, spusťte PRNUGenerate kamery pro zahájení kalibrace PRNU. Potřebný čas závisí na nastavené AcquisitionLineRate, nastavte PRNUMode na On, porovnejte rovnoměrnost horizontálního směru obrazu před a po kalibraci. Pokud je rovnoměrnost výrazně lepší, znamená to, že kalibrace PRNU je účinná.
15) Pokud se zjistí, že kalibrace PRNU je platná, lze provést PRNUSave. Opravená data z tohoto času budou svázána s aktuálně vybraným přepínačem PRNU a uložena do energeticky nezávislé paměti kamery. Ztráta napájení se neztratí a uložená kalibrační data budou automaticky načtena do dalšího přepínače PRNU.
(5)PRNUkalibraceČasto kladené otázky
1)Role Načíst PRNU
Při použití kalibrace PRNUGenerate se data neukládají přímo do energeticky nezávislé paměti, ale do paměti DDR. Dojde k přímému výpadku napájení. Pokud s výsledky kalibrace PRNUGenerate nejste spokojeni, je nutné znovu načíst historii uloženou v parametrech kalibrace PRNU kamery. V tomto okamžiku můžete kliknout na tlačítko PRNULoad a fáze se uloží před načtením dat kalibrace kamery.
2)Role Cílová úroveňAUTO
PRNU je v manuálním režimu (ruční nastavení korigované cílové hodnoty pomocí parametru PRNUTargetLevel) a automatickém režimu PRNU (kamera bere korigovanou průměrnou hodnotu šedé obrazu jako cílovou hodnotu pro kalibraci PRNU). Rozsah PRNUTargetLevel je 0 až 255, 10 bitů a 12 bitů.
3)Proč se při provádění PRNU objevuje výjimka pro obrázek?kalibrace
Protože se během kalibrace PRNU shromažďují parametry kalibrace výpočtu obrazu senzoru, výstupní obraz bude abnormální, což je normální jev a po kalibraci se automaticky vrátí do normálu. Proto je nutné po kalibraci PRNU počkat s pořízením obrazu.
4)Jak dlouho trvá generování PRNU
Protože kalibrace PRNU vyžaduje pořízení obrazu, je doba kalibrace korelována s frekvencí vedení. Čím větší je frekvence vedení, tím rychlejší je kalibrace a tím kratší je potřebný čas. Teoretický čas kalibrace lze vypočítat pomocí tabulky pro výpočet času DSNU PRNU Generate. PRNUGenerate lze posoudit podle kódu zobrazeného na obrázku níže. Pokud je kalibrace provedena na vzorku, lze kalibraci posoudit pozorováním, zda se obraz obnovil do normálu.
5)Role PRNUFactoryResetu
Před opuštěním továrny vytvoříme pod integrační koulí 5 sad výchozích parametrů PRNU. Pokud se během používání uživatelem do PRNU 0 ~ PRNU 4 omylem uloží nesprávné parametry PRNU, můžeme spuštěním tohoto příkazu zkopírovat 5 sad výchozích parametrů PRNU do PRNU 0 ~ PRNU 4.
Všech 5 PRNU kamer je opraveno z výroby. Kalibrační podmínka je poloviční plná a rovnoměrné světlo, přenosová frekvence = 18000 Hz a bitová hloubka a analogové zesílení jsou odlišné. Konkrétní parametry jsou následující:
PRNU0=12bitový analogový zisk×2
PRNU1=12bitový analogový zisk×8
PRNU2=10bitový analogový zisk×2
PRNU3=10bitový analogový zisk×8
PRNU4=10bitový analogový zisk×8
6)Je nutné při provádění PRNU vypnout režim PRNU?kalibrace
Při úpravě obrazu na poloviční součet je třeba před příkazem PRNUGenerate nastavit režim PRNU na hodnotu Vypnuto.
7)PRNUkalibraceje vyrobeno po DSNUkalibracea funkce DSNU je zapnutá
Protože algoritmus PRNU uvnitř kamery je nastaven po algoritmu DSNU, kalibrace musí nejprve opravit DSNU a poté PRNU, a teprve poté se funkce DSNU zapne.
8)UserSet Zda to ovlivňuje PRNUkalibraceparametry
Ne, pouze PRNUFactoryReset a PRNUSave přepíší kalibrační parametry PRNU uložené uvnitř kamery.
3.LUT (List)
(1)Co je LUT
Konverze vyhledávací tabulky (LOUP Table, LUT) je základní funkcí zpracování obrazu, která dokáže zvýraznit detaily včetně těžkých detailů.
K informacím. Mezi tyto funkce patří vyrovnání histogramu, kalibrace gama, logaritmická kalibrace a exponenciální kalibrace. Výstupní obraz
Šedá hodnota původního obrázku se zobrazí oproti původnímu obrázku. Uživatel nastaví odpovídající hodnotu podle dané situace.
(2)Nastavení metody LUT
Nastavení LUT vyžaduje software UptadeTool a Samplepro, rozhraní softwaru je znázorněno níže.
Rozhraní UptadeTool
Gama: po zadání hodnoty lze vyvolat odpovídající křivku VSTUP-VÝSTUP.
Použít: Použije LUT křivku odpovídající aktuální hodnotě gama.
Výchozí: Obnoví stav křivky LUT, když je výchozí hodnota Gamma = 1.
Uložit soubor: Uloží aktuální křivku LUT do zadané cesty k souboru.
Načíst soubor: Načte uložený soubor s křivkou LUT.
Download: Nakonfigurujte aktuálně aplikovanou LUT křivku pro kameru.
Načtení: Načte nakonfigurovanou křivku LUT z kamery.
Software Samplepro
LUTEnable: Ovládací přepínač LUT, ve výchozím nastavení není otevřený.
LUTIndex: VSTUPNÍ hodnota, výstupní hodnota odpovídající použité křivce se automaticky načte po zadání, rozsah 0~4095.
LUTValue: VÝSTUPNÍ hodnota, načtená podle vstupní hodnoty LUTIndex, lze ručně upravit a uložit, rozsah 0~4095.
LUTSave: Uložení upravené křivky.
LUTLoad: Načte křivku LUT.
(3)Krok nastavení LUT
1) Konfigurace křivky LUT: Nastavte skutečnou požadovanou křivku vstup-výstup LUT. Obvykle existují dva způsoby:
Nastavením hodnoty gama a vyvoláním odpovídající gama křivky můžete také pomocí myši provést jemné doladění gama křivky.
Uložte výchozí soubor LUT s nastavením Gamma = 1, ručně upravte vztah mezi šedou a hodnotou obrazu a poté soubor načtěte do fotoaparátu.
2) Funkce LUT povolena: zaškrtněte LUTEnable v softwaru kamery.
