25/02/12¿Cómo realizar la calibración DSNU, calibración PRNU, LUT?
1. Calibración DSNU
(1)¿Por qué existe una no uniformidad en la señal oscura (DSNU)?calibración
En el sensor, existe cierta corriente oscura, incluso en condiciones de oscuridad total. Estas corrientes oscuras forman una distribución irregular en la superficie del sensor debido a pequeñas diferencias en el proceso de fabricación, lo que requiere una calibración de fondo uniforme de la imagen mediante la calibración DSNU.
(2)DSNUcalibraciónMétodos
1) Adquisición de datos: Primero, la cámara debe recopilar un conjunto de imágenes de campo oscuro en total oscuridad.
2) Promedio: Promedio de fase de la imagen de campo oscuro adquirida para obtener una imagen de campo oscuro promedio.
3) Imagen de calibración general: reste una imagen de referencia (todos 0 o todos 100, etc.) para generar una imagen de calibración de campo oscuro.
4) Imagen de calibración de almacenamiento: la imagen de calibración de campo oscuro resultante se almacena en una memoria no volátil dentro de la cámara y sirve como entrada para el algoritmo de calibración de campo oscuro posterior.
5) Calibración de la aplicación: al tomar una imagen real, la cámara resta la imagen corregida para eliminar la desigualdad de corriente oscura del sensor.
(3) DSNU corregido antes y después de la comparación
De los dos gráficos siguientes se desprende claramente que la imagen corregida en dirección horizontal presenta una mejora significativa respecto a la uniformidad de la imagen antes de la calibración.
Curva de valores grises horizontales del campo oscuro sin corregir
Curva de valores grises horizontales de campo oscuro después de la calibración DSNU
(4)El DSNUcalibraciónpasos
1) FanOperationMode se establece en Temperatura y TECOperationMode se establece en Temperatura.
2) Establezca la temperatura CoolOperationTemperature en la temperatura de trabajo real.
3) Espere a que la temperatura del sensor se estabilice. (Control del dispositivo / Temperatura del sensor)
4) Establezca BinningHorizontal y BinningVertical en X1.
5) Establezca TriggerMode en Desactivado.
6) Establezca LUTEnalbe en Desactivado.
7) Establezca DSNUMode en Desactivado.
8) Establezca PRNUMode en Desactivado.
9) Establezca TestPattern en Desactivado.
10) Establezca el modo de operación en TDI.
11) Establezca BlackLevel en 0.
12) Configure AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain y PixelFormat como parámetros en la operación real.
13) Cubra la tapa de la lente, si no es conveniente cubrir la tapa de la lente, puede ver si el valor del nivel de gris promedio, cuando AcquisitionLineRate es 80000Hz, TDIStagesP1 es 256, AnalogGain es X2, PixelFormat es 8bit, y configure el valor del nivel de gris promedio después de configurar los parámetros anteriores debe ser aproximadamente 20, si es más de 20, hay fugas de luz, nuestra sugerencia es cubrir la tapa.
14) En directo, se inicia el dibujo. La cámara DSNUGenerate inicia la calibración DSNU. El tiempo requerido depende de la configuración de AcquisitionLineRate. Active DSNUMode y observe el valor de gris promedio de la imagen. En teoría, el valor de gris promedio para 8 bits es 6, el de 10 bits es 25 y el de 12 bits es 100. Si la diferencia entre el valor de gris promedio y el valor teórico indica que la calibración DSNU es incorrecta, verifique si el procedimiento es correcto.
15) Si se determina que la calibración DSNU es válida, se puede guardar DSNUSave. Los datos corregidos se vincularán al formato de píxel y la ganancia analógica actuales y se almacenarán en la memoria no volátil de la cámara. La pérdida de potencia no se pierde. La próxima vez, los datos de calibración almacenados se cargarán automáticamente con la combinación de formato de píxel y ganancia analógica.
16) Si se selecciona DSNUGenerateAll, la fase cambia automáticamente la ganancia analógica de X2 a X8, realiza el DSNU una vez con cada ganancia de simulación y se guarda automáticamente en la memoria no volátil de la cámara después de cada calibración. Esto anulará los datos de calibración anteriores. Por lo tanto, es necesario determinar si se pueden anular los datos de calibración DSNU anteriores antes de la calibración. DSNUGenerateAll solo realizará el formato de píxeles configurado actualmente. Si necesita calibrar DSNU con otros parámetros de formato de píxeles, debe cambiar al parámetro PixelFormat actual y luego ejecutar DSNUGenerateAll.
(5)DSNUcalibraciónPreguntas frecuentes
1)Función de DSNULoad
Al usar DSNUGenerate, la calibración no se guardará directamente en la memoria volátil, sino en el DDR, la energía se perderá directamente; si los resultados de la calibración de DSNUGenerate no son satisfactorios, será necesario volver a cargar el historial almacenado en los parámetros de calibración DSNU de la cámara, luego puede hacer clic en DSNULoad, fase almacenada antes de cargar los datos de calibración de la cámara.
2)¿Por qué diferente?líneafrecuencia, ganancia analógica,Etapa TDI, la profundidad de bits y la temperatura deben determinarse para realizar DSNUcalibraciónpor separado
Debido a la corriente oscura del sensor, las diferentes frecuencias de línea, la ganancia analógica, la etapa TDI, la profundidad de bits y los datos de fondo de temperatura, no podemos corregir todas las escenas en fábrica y guardarlas en la cámara. Por lo tanto, se recomienda a los clientes que las corrijan según las condiciones de uso de su propio equipo. Los siguientes datos corresponden a la configuración de AnalogGain X2, DigitalGain X1 y la etapa TDI 256, y establecen el valor de gris promedio de la imagen de campo oscuro en 1K y 300K, respectivamente. El valor de gris promedio del campo oscuro varía considerablemente con las diferentes frecuencias de línea. En cuanto a los datos, se indica además que la calibración DSNU debe realizarse por separado con la frecuencia de línea.
| frecuencia de línea | 8 bits | 10 bits | 12 bits |
| 300 mil | 20 | 80 | 70 |
| 1K | 31 | 108 | 150 |
3)¿Por qué la imagen corregida con DSNU abierto de 8 bits y 10 bits no puede saturarse? El valor gris promedio de la imagen después de DSNU abierto de 12 bits aumentó
A 8 bits, la calibración DSNU resta una imagen de referencia (6DN) de la imagen de campo oscuro promedio (20DN) para generar una imagen de calibración de corriente oscura (14DN). Al activar la función de calibración, la imagen de calibración de corriente oscura (14DN) se resta de la imagen original en tiempo real, por lo que la imagen será oscura en relación con la original y no se saturará, al igual que con 10 bits.
A 12 bits, la calibración DSNU utiliza la imagen de campo oscuro promedio (70DN) menos una imagen de referencia (100DN) para generar una imagen de calibración de corriente oscura (-30DN). Cuando la función de calibración está activada, se utiliza la imagen de calibración de corriente oscura (-30DN) menos la imagen original en tiempo real, de modo que la imagen sea más brillante que la original. Si los problemas mencionados afectan el uso, se pueden solucionar ajustando el valor de Nivel de Negro.
Los datos anteriores son el resultado de la frecuencia de 300K, AnalogGain X2, DigitalGain X1, etapa TDI 256. Bajo la frecuencia de diferentes líneas, el DSNU en la imagen es diferente, lo que debe analizarse por separado de acuerdo con la lógica anterior.
4)¿Cuánto dura el DSNU?calibraciónllevar
Dado que la calibración DSNU requiere la adquisición de imágenes, el tiempo de calibración se correlaciona con la frecuencia de línea. Cuanto mayor sea la frecuencia de línea, más rápida será la calibración y menor será el tiempo requerido. El tiempo teórico de calibración se puede calcular con la tabla de cálculo de tiempo de generación DSNU PRNU. DSNUGenerate o DSNUGenerateAll se pueden evaluar con el código que se muestra en la figura siguiente. Si se corrige en la muestra, la calibración se puede evaluar observando si la imagen se normaliza.
5)¿Cómo juzgar que el DSNU?calibracióntiene éxito
Primero, DSNUMode debe estar activado y BlackLevel en 0 para comprobar si el valor de gris promedio de la imagen se encuentra dentro del rango correcto. El valor de gris promedio correcto debe ser 8 bits de 6, 10 bits de 25 y 12 bits de 100. En segundo lugar, podemos comparar la uniformidad de la imagen en dirección horizontal, recopilando las imágenes con DSNUMode activado y desactivado respectivamente, y comparando dicha uniformidad con ImageJ. Si la uniformidad es significativamente mejor, la calibración de DSNU se ha realizado correctamente y los parámetros del grupo se pueden guardar en la cámara mediante la función Guardar DSNU.
6)¿Por qué el DSNU?calibraciónEl efecto cambió después de cambiar la ganancia analógica o la profundidad de bits
Dado que los parámetros de calibración DSNU con diferentes profundidades de bits y ganancias analógicas se guardan por separado, los parámetros DSNU correspondientes se cargan automáticamente sin ejecutar el comando DSNULoad al cambiar la profundidad de bits o la ganancia analógica. Por lo tanto, si necesita cambiar a una profundidad de bits o ganancia analógica diferente, se recomienda cambiar a 10 bits para ejecutar DSNUGenerateAll y luego a 12 bits para ejecutar DSNUGenerateAll. Dado que los modos de 10 y 8 bits utilizan un conjunto de parámetros DSNU, no es necesario configurar 8 bits por separado. Tras la calibración, se corrigen todas las profundidades de bits y ganancias para facilitar el uso de cámaras posteriores con diferentes profundidades de bits y ganancias analógicas.
7)¿Por qué aparece la excepción de imagen al realizar DSNU?calibración
Dado que el parámetro de calibración del cálculo de imagen del sensor se recopila durante la calibración DSNU, la imagen de salida será anormal, lo cual es normal y se normalizará automáticamente después de la calibración. Por lo tanto, es necesario esperar a la calibración DSNU antes de adquirir la imagen.
8)¿Es necesario realizar un DSNU por separado?calibración¿para diferentes direcciones?
No, porque la cámara corregirá automáticamente ambas direcciones cuando se ejecute el comando de calibración y la fase cargará automáticamente el parámetro de calibración DSNU en esa dirección cuando se cambie la dirección.
9)¿Por qué el valor de fondo del campo oscuro es demasiado grande antes delcalibración
AcquisitionLineRate se establece en 300 kHz, TDIStagesP1 en 256, AnalogGain en X2, los valores de fondo del campo oscuro teóricamente son de 8 bits a 20, 10 bits a 80 y 12 bits a 70. Si el valor base es incorrecto, debe determinar si DSNUMode está configurado en Off, BlackLevel está configurado en 0, PRNU está configurado en Off, DigitalGain está configurado en X1, LUTEnalbe está configurado en Off y OperationMode está configurado en TDI.
Determine la versión del firmware. Por razones históricas, las versiones anteriores al 29/04 pueden tener valores de fondo elevados. La prueba específica es la versión 2901211203, con un fondo de campo oscuro de 12 bits de aproximadamente 170 DN.
Para determinar si hay fugas de luz, se recomienda tapar la tapa y comparar si hay una diferencia en el valor de gris. Si la hay, hay fuga de luz.
10)¿Es necesario desactivar el modo DSNU al realizar la operación DSNU?calibración
El modo DSNU debe configurarse en Desactivado para determinar si hay fugas de luz y si el valor de fondo antes de la calibración del campo oscuro es normal, y el estado del modo DSNU no se ve afectado antes del comando DSNUGenerate o DSNUGenerateAll.
11)¿UserSet afecta los parámetros de calibración de DSNU?
No, solo DSNUGenerateAll y DSNUSave anularán los parámetros de calibración DSNU que están guardados dentro de la cámara.
2. Calibración PRNU
(1)¿Por qué PRNU (no uniformidad de fotorrespuesta)?calibración?
La calibración PRNU es una técnica de calibración para sensores de imagen que se utiliza para eliminar el ruido y los artefactos introducidos en las imágenes debido a la respuesta heterogénea del sensor. La PRNU en el sensor de imagen se debe al proceso de fabricación y a la nodalidad del material, lo que genera diferencias en la respuesta de los diferentes píxeles en las mismas condiciones de luz. Esta diferencia puede manifestarse como ruido de fondo, manchas, rayas y otros problemas en la imagen.
(2)Calibración PRNU Métodos
1) Adquisición de la imagen de calibración: La cámara recopila un conjunto de imágenes sin procesar con luz semicompleta y uniforme, preferiblemente utilizando luz uniforme, para garantizar que no haya otros efectos complejos en la imagen de calibración.
2) Promedio de múltiples imágenes: busque una imagen promedio a partir de un conjunto de imágenes.
3) Determine el valor de gris objetivo: puede promediar la imagen recopilada como valor de gris objetivo o puede ingresar manualmente el valor de gris objetivo.
4) Imagen de calibración PRNU: La imagen corregida se calcula mediante el gris objetivo/imagen promedio.
5) Almacenar imágenes de calibración PRNU: Las imágenes de calibración PRNU generadas se almacenan en una memoria no volátil dentro de la cámara, como entrada para el algoritmo de calibración de campo oscuro tardío.
6) Calibración de la aplicación: cuando se toma la imagen real, cada imagen tomada por la cámara se multiplica por la imagen de calibración PRNU para eliminar la homogeneidad de la respuesta óptica del sensor.
(3)Calibración PRNUcomparaciones antes y después
De los dos gráficos siguientes se desprende claramente que la imagen corregida en dirección horizontal presenta una mejora significativa con respecto a la uniformidad de la imagen antes de la calibración.
Curva de valores grises de campo abierto sin corregir
Curva de valor gris de campo abierto después de la calibración PRNU
(4)El PRUNcalibraciónpaso
1) Establezca FanOperationMode en Temperatura y establezca TECOperationMode en Temperatura.
2) Establezca la temperatura CoolOperationTemperature en la temperatura de trabajo real.
3) Espere a que la temperatura del sensor se estabilice. (Control del dispositivo / Temperatura del sensor)
4) Establezca BinningHorizontal y BinningVertical en X1.
5) Establezca TriggerMode en Desactivado.
6) Establezca LUTEnalbe en Desactivado.
7) Establezca el modo DSNUM en Activado.
8) Establezca PRNUMode en Desactivado.
9) Establezca TestPattern en Desactivado.
10) Establezca el modo de operación en TDI.
11) Establezca BlackLevel en 0.
12) Configure AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain y PixelFormat como parámetros en la operación real.
13) Coloque la cámara bajo una luz uniforme. Se recomienda usar la esfera integral de luz uniforme. La calibración es la mejor. Ajuste el brillo de la fuente de luz hasta que la imagen alcance un estado de semisaturación. Asegúrese de que los 9072 píxeles estén lo más semisaturados posible. Si el uso del anillo de transferencia hace que la imagen en ambos lados sea sensible a la imagen, puede resultar en valores objetivo calculados automáticamente bajos. El último fenómeno es que el valor de gris promedio de la imagen disminuye significativamente después de abrir el PRNU. Entonces necesita actualizar la versión de firmware a 2904230720 o posterior. Esta versión usa el promedio de los 2048 píxeles después del desplazamiento de 3520 píxeles como valor objetivo. Por lo tanto, el valor objetivo automático debe usarse para asegurar que los 2048 píxeles centrales estén en el estado de exposición.
14) Implemente Live comienza a dibujar, ejecute la cámara PRNUGenerate para iniciar la calibración PRNU, el tiempo requerido está relacionado con AcquisitionLineRate establecido, configure PRNUMode en On, compare la uniformidad de la dirección horizontal de la imagen antes y después de la calibración, si la uniformidad es significativamente mejor, muestra que la calibración PRNU es efectiva.
15) Si se determina que la calibración PRNU es válida, se puede guardar el PRNU. Los datos corregidos se vincularán al selector PRNU seleccionado y se almacenarán en la memoria no volátil de la cámara. La pérdida de potencia no se pierde y los datos de calibración almacenados se cargarán automáticamente en el siguiente selector PRNU.
(5)Universidad Nacional de PalestinacalibraciónPreguntas frecuentes
1)Papel de Carga PRNU
Al usar PRNUGenerate, la calibración no se guardará directamente en la memoria volátil, sino que se guardará en el DDR, la energía se perderá directamente; si los resultados de la calibración PRNUGenerate no son satisfactorios, será necesario volver a cargar el historial almacenado en los parámetros de calibración PRNU de la cámara; en este momento puede hacer clic en PRNULoad, fase almacenada antes de cargar los datos de calibración de la cámara.
2)Papel de Nivel de objetivo AUTOMÁTICO
El PRNU está en modo manual (configuración manual del valor objetivo corregido con el parámetro PRNUTargetLevel) y en modo automático (la cámara toma el valor de gris promedio de la imagen corregida como valor objetivo para la calibración del PRNU). El rango de PRNUTargetLevel es de 0 a 255, 10 bits y 12 bits.
3)¿Por qué aparece la excepción de imagen al realizar PRNU?calibración
Dado que el parámetro de calibración del cálculo de imagen del sensor se recopila durante la calibración PRNU, la imagen de salida será anormal, lo cual es normal y se normalizará automáticamente después de la calibración. Por lo tanto, la adquisición de la imagen debe esperar después de la calibración PRNU.
4)¿Cuánto tiempo tarda PRNUGenerate?
Dado que la calibración PRNU requiere la adquisición de imágenes, el tiempo de calibración se correlaciona con la frecuencia de línea. Cuanto mayor sea la frecuencia de línea, más rápida será la calibración y menor será el tiempo requerido. El tiempo teórico de calibración se puede calcular mediante la tabla de cálculo del tiempo de generación de PRNU de DSNU. El PRNUGenerate se puede determinar según el código que se muestra en la figura siguiente. Si la calibración se realiza en la muestra, se puede determinar observando si la imagen se normaliza.
5)RParte del PRNUFactoryReset
Antes de salir de fábrica, crearemos 5 conjuntos de parámetros PRNU predeterminados bajo la bola de integración. Si se almacenan accidentalmente parámetros PRNU incorrectos en PRNU 0 a PRNU 4 durante el uso, podemos copiarlos a PRNU 0 a PRNU 4 ejecutando este comando.
Los 5 PRNU de las cámaras se corrigen en fábrica. La condición de calibración es luz semi-llena y uniforme, la frecuencia de desplazamiento es de 18000 Hz y la profundidad de bits y la ganancia analógica son diferentes. Los parámetros específicos son los siguientes:
PRNU0=12 bits-Ganancia analógica × 2
PRNU1=12 bits-Ganancia analógica × 8
PRNU2=10 bits-Ganancia analógica × 2
PRNU3=10 bits-Ganancia analógica × 8
PRNU4=10 bits-Ganancia analógica × 8
6)¿Es necesario desactivar el modo PRNU al realizar el PRNU?calibración
Al ajustar la imagen a la mitad de la suma completa, debe configurar el Modo PRNU en Desactivado antes del comando PRNUGenerate.
7)La PRNUcalibraciónse realiza después del DSNUcalibracióny la función DSNU está activada
Debido a que el algoritmo PRNU dentro de la cámara es posterior al algoritmo DSNU, la calibración también debe corregir el DSNU y luego el PRNU, y luego se activa la función DSNU.
8)UserSet Si afecta al PRNUcalibraciónparámetros
No, solo PRNUFactoryReset y PRNUSave anularán los parámetros de calibración PRNU que están guardados dentro de la cámara.
3.Tabla de resultados
(1)¿Qué es LUT?
La conversión de tabla de búsqueda (LUT) es la función básica de procesamiento de imágenes, puede resaltar los detalles, incluidos los más pesados.
Información. Estas funciones incluyen ecualización de histograma, calibración gamma, calibración logarítmica y calibración exponencial. Imagen de salida.
El valor de gris de la imagen original se compara con la imagen original. El usuario configura el valor correspondiente según la aplicación.
(2)Configuración del método de la LUT
La configuración de LUT requiere el software UptadeTool y Samplepro, la interfaz del software se muestra a continuación.
Interfaz de UptadeTool
Gamma: la curva ENTRADA-SALIDA correspondiente se puede visualizar después de ingresar el valor.
Aplicar: Aplicar la curva LUT correspondiente al valor Gamma actual.
Predeterminado: restaura el estado de la curva LUT cuando el valor predeterminado es Gamma = 1.
Guardar archivo: guarda la curva LUT actual en la ruta de archivo especificada.
Cargar archivo: carga el archivo de curva LUT guardado.
Descargar: configura la curva LUT aplicada actual a la cámara.
UpLoad: lee la curva LUT configurada desde la cámara.
Software Samplepro
LUTEnable: interruptor de control LUT, no abierto de forma predeterminada.
LUTIndex: valor de ENTRADA, el valor de salida correspondiente a la curva aplicada se carga automáticamente después de la entrada, rango 0~4095.
LUTValue: valor de SALIDA, cargado de acuerdo con el valor LUTIndex de entrada, se puede modificar y guardar manualmente, rango 0~4095.
LUTSave: Guarda la curva modificada.
LUTLoad: carga la curva LUT.
(3)El paso de configuración de LUT
1) Configuración de la curva LUT: Establezca la curva LUT de entrada-salida requerida. Normalmente hay dos maneras de hacerlo:
l Al configurar el valor Gamma, llamando a la curva Gamma correspondiente, también puede utilizar el mouse para realizar ajustes finos en la curva Gamma.
l Guarde el archivo LUT predeterminado con Gamma = 1, modifique manualmente la relación de imágenes de valores de gris y luego cargue el archivo en la cámara.
2) Función LUT habilitada: marque LUTEnable en el software de la cámara.
