12/02/2025Comment effectuer l'étalonnage DSNU, l'étalonnage PRNU et la LUT ?
1. Étalonnage DSNU
(1)Pourquoi le DSNU (Dark Signal Non-uniformity)étalonnage
Dans le capteur, un courant d'obscurité subsiste, même dans l'obscurité totale. Ce courant d'obscurité présente une distribution non uniforme à la surface du capteur en raison de légères variations dans le processus de fabrication, ce qui nécessite un étalonnage uniforme du fond de l'image par la méthode DSNU.
(2)DSNUétalonnageMéthodes
1) Acquisition de données : Tout d'abord, la caméra doit collecter un ensemble d'images en champ sombre dans l'obscurité totale.
2) Moyenne : Effectuer une moyenne de phase de l'image de champ sombre acquise pour obtenir une image de champ sombre moyenne.
3) Image d'étalonnage générale : soustraire une image de référence (tout à 0 ou tout à 100, etc.) pour générer une image d'étalonnage en champ sombre.
4) Image d'étalonnage de stockage : L'image d'étalonnage de champ sombre résultante est stockée dans une mémoire non volatile à l'intérieur de la caméra, servant d'entrée à l'algorithme d'étalonnage de champ sombre tardif.
5) Calibrage de l'application : lors de la prise d'une image réelle, la caméra soustrait l'image corrigée pour éliminer l'inégalité du courant d'obscurité du capteur.
(3) DSNU corrigé avant et après comparaison
Il ressort clairement des deux graphiques suivants que l'image corrigée dans la direction horizontale présente une amélioration significative par rapport à l'uniformité de l'image avant l'étalonnage.
Courbe de valeur de gris horizontale en champ sombre non corrigée
Courbe de valeur de gris horizontale en champ sombre après étalonnage DSNU
(4)Le DSNUétalonnagemesures
1) FanOperationMode est réglé sur Température, et TECOperationMode est réglé sur Température.
2) Réglez la température CoolOperationTemperature sur la température de fonctionnement réelle.
3) Attendez que la température du capteur se stabilise. (Contrôle du périphérique / Température du capteur)
4) Définissez BinningHorizontal et BinningVertical sur X1.
5) Réglez TriggerMode sur Off.
6) Mettez LUTEnalbe sur Off.
7) Désactivez le mode DSNUMode.
8) Réglez PRNUMode sur Off.
9) Désactivez TestPattern.
10) Réglez le mode de fonctionnement sur TDI.
11) Réglez le niveau de noir sur 0.
12) Définissez AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain et PixelFormat comme paramètres en fonctionnement réel.
13) Couvrez le couvercle de l'objectif. S'il n'est pas pratique de couvrir le couvercle de l'objectif, vous pouvez vérifier si la valeur moyenne du niveau de gris, lorsque AcquisitionLineRate est de 80000Hz, TDIStagesP1 est de 256, AnalogGain est de X2, PixelFormat est de 8bit, et que la valeur moyenne du niveau de gris après avoir défini les paramètres ci-dessus devrait être d'environ 20. Si elle est supérieure à 20, il y a une fuite de lumière, nous vous suggérons de couvrir le couvercle.
14) Lancez le dessin en direct. La caméra DSNUGenerate lance l'étalonnage DSNU. La durée de l'acquisition dépend du paramètre AcquisitionLineRate. Activez le mode DSNUMode et observez la valeur de gris moyenne de l'image. Théoriquement, la valeur de gris moyenne est de 6 pour 8 bits, 25 pour 10 bits et 100 pour 12 bits. Si l'écart entre la valeur de gris moyenne et la valeur théorique indique un problème d'étalonnage DSNU, vérifiez que la procédure est correcte.
15) Si l'étalonnage DSNU est jugé valide, la fonction DSNUSave peut être exécutée. Les données corrigées seront alors liées au PixelFormat et à l'AnalogGain actuels et stockées dans la mémoire non volatile de la caméra. Les données ne sont pas perdues en cas de coupure de courant. Lors de la prochaine utilisation, les données d'étalonnage enregistrées seront automatiquement chargées avec la combinaison PixelFormat/AnalogGain appropriée.
16) Si l'option DSNUGenerateAll est sélectionnée, la phase bascule automatiquement le gain analogique de X2 à X8, effectue une calibration DSNU pour chaque gain simulé et enregistre automatiquement les résultats dans la mémoire non volatile de la caméra après chaque calibration. Ces données écrasent les précédentes ; il est donc nécessaire de vérifier au préalable si les données de calibration DSNU précédentes peuvent être écrasées. L'option DSNUGenerateAll ne s'applique qu'au format de pixel actuellement configuré. Pour effectuer une calibration DSNU avec d'autres paramètres de format de pixel, sélectionnez le format de pixel souhaité, puis exécutez DSNUGenerateAll.
(5)DSNUétalonnageFAQ
1)Rôle de DSNULoad
Lors de l'utilisation de DSNUGenerate, l'étalonnage n'est pas directement enregistré dans la mémoire volatile, mais dans la DDR. L'alimentation est alors immédiatement coupée. Si les résultats de l'étalonnage DSNUGenerate ne sont pas satisfaisants, il est nécessaire de recharger l'historique stocké dans les paramètres d'étalonnage DSNU de la caméra. Vous pouvez ensuite cliquer sur DSNULoad pour charger les données d'étalonnage de la caméra dans la phase enregistrée avant le chargement.
2)Pourquoi différentdoublerfréquence, gain analogique,Étape TDILa profondeur de bits et la température doivent être réglées pour effectuer la DSNU.étalonnageséparément
En raison du courant d'obscurité du capteur, des variations de fréquence de ligne, du gain analogique, de l'étage TDI, de la profondeur de bits et des données de température ambiante, nous ne pouvons pas corriger toutes les scènes en usine et les enregistrer dans la caméra. Il est donc conseillé aux clients de les corriger en fonction de leurs conditions d'utilisation. Les données suivantes correspondent à une configuration avec un gain analogique de 2, un gain numérique de 1 et un étage TDI de 256, et une valeur de gris moyenne de l'image en champ sombre fixée à 1 000 et 300 000, respectivement. La valeur de gris moyenne du champ sombre varie considérablement selon la fréquence de ligne. Ces données montrent également que l'étalonnage DSNU doit être effectué séparément pour chaque fréquence de ligne.
| fréquence de ligne | 8 bits | 10 bits | 12 bits |
| 300K | 20 | 80 | 70 |
| 1K | 31 | 108 | 150 |
3)Pourquoi une image corrigée par DSNU ouvert en 8 bits et 10 bits ne reste-t-elle pas saturée ? La valeur moyenne de gris de l'image après correction par DSNU ouvert en 12 bits a augmenté.
En 8 bits, l'étalonnage DSNU soustrait une image de référence (6DN) de l'image de champ sombre moyenne (20DN) pour générer une image d'étalonnage du courant d'obscurité (14DN). Lorsque la fonction d'étalonnage est activée, l'image d'étalonnage du courant d'obscurité (14DN) est soustraite de l'image originale en temps réel ; l'image sera donc plus sombre que l'originale et ne pourra pas être saturée, comme en 10 bits.
À 12 bits, l'étalonnage DSNU utilise l'image de champ sombre moyenne (70 DN) moins une image de référence (100 DN) pour générer une image d'étalonnage du courant d'obscurité (-30 DN). Lorsque la fonction d'étalonnage est activée, l'image d'étalonnage du courant d'obscurité (-30 DN) est soustraite en temps réel à l'image originale, ce qui la rend plus lumineuse. Si les problèmes mentionnés ci-dessus affectent l'utilisation, il est possible de les corriger en ajustant la valeur du niveau de noir.
Les données ci-dessus sont le résultat d'une fréquence de 300 kHz, d'un gain analogique x2, d'un gain numérique x1 et d'un étage TDI de 256. Sous différentes fréquences de lignes, le DSNU sur l'image est différent, ce qui doit être analysé séparément selon la logique ci-dessus.
4)Combien de temps dure le DSNU ?étalonnageprendre
L'étalonnage DSNU nécessitant l'acquisition d'images, sa durée est directement liée à la fréquence de balayage. Plus la fréquence est élevée, plus l'étalonnage est rapide et plus la durée est courte. La durée théorique d'étalonnage peut être calculée à l'aide du tableau de calcul du temps de génération DSNU PRNU. Le fonctionnement de DSNUGenerate ou DSNUGenerateAll est déterminé par le code présenté dans la figure ci-dessous. Si la correction est effectuée sur l'échantillon, l'étalonnage est validé en vérifiant si l'image est redevenue normale.
5)Comment juger que le DSNUétalonnageest réussi
Tout d'abord, il faut activer le mode DSNUMode et régler le niveau de noir à 0 pour vérifier que la valeur moyenne de gris de l'image se situe dans la plage correcte. La valeur moyenne correcte est de 6 pour 8 bits, 25 pour 10 bits et 100 pour 12 bits. Ensuite, on peut comparer l'uniformité de l'image horizontalement. Pour ce faire, on capture des images avec le mode DSNUMode désactivé et activé, puis on compare l'uniformité horizontale à l'aide d'ImageJ. Si l'uniformité est nettement meilleure, l'étalonnage DSNU est réussi et les paramètres du groupe peuvent être enregistrés sur l'appareil photo via la fonction DSNU Save.
6)Pourquoi le DSNUétalonnageL'effet a changé après la modification du gain analogique ou de la profondeur de bits.
Les paramètres d'étalonnage DSNU, associés à différentes profondeurs de bits et différents gains analogiques, sont enregistrés séparément. Ainsi, lors d'un changement de profondeur de bits ou de gain analogique, les paramètres DSNU correspondants sont automatiquement chargés sans qu'il soit nécessaire d'exécuter la commande DSNULoad. Par conséquent, pour changer de profondeur de bits ou de gain analogique, il est recommandé de passer en 10 bits pour exécuter la commande DSNUGenerateAll, puis de passer en 12 bits et d'exécuter à nouveau la commande DSNUGenerateAll. Les modes 10 bits et 8 bits utilisant un ensemble de paramètres DSNU, le mode 8 bits ne nécessite pas d'intervention supplémentaire. Après l'étalonnage, la profondeur de bits et le gain sont corrigés pour faciliter l'utilisation ultérieure de caméras fonctionnant avec différentes profondeurs de bits et différents gains analogiques.
7)Pourquoi une exception d'image se produit-elle lors de l'exécution de DSNU ?étalonnage
Étant donné que les paramètres d'étalonnage du capteur sont collectés lors de l'étalonnage DSNU, l'image de sortie peut présenter des anomalies. Ce phénomène est normal et l'image retrouvera automatiquement son aspect normal après l'étalonnage. Il est donc nécessaire d'attendre la fin de l'étalonnage DSNU avant d'acquérir une image.
8)Faut-il effectuer une DSNU séparée ?étalonnagepour différentes directions ?
Non, car la caméra corrigera automatiquement les deux directions lors de l'exécution de la commande d'étalonnage, et la phase chargera automatiquement le paramètre d'étalonnage DSNU dans cette direction lors du changement de direction.
9)Pourquoi la valeur du fond noir est-elle trop élevée avant leétalonnage
La fréquence d'acquisition est réglée sur 300 kHz, TDIStagesP1 sur 256, le gain analogique sur X2, et les valeurs théoriques du fond noir sont de 20 pour 8 bits, 80 pour 10 bits et 70 pour 12 bits. Si la valeur de base est incorrecte, vous devez vérifier si DSNUMode est désactivé, BlackLevel est réglé sur 0, PRNU est désactivé, DigitalGain est réglé sur X1, LUTEnalbe est désactivé et OperationMode est réglé sur TDI.
Déterminez la version du firmware. Pour des raisons historiques, les versions antérieures au 29/04 peuvent présenter des valeurs de fond élevées. Le test spécifique porte sur la version 2901211203 ; le fond noir 12 bits affiche environ 170 DN.
Pour déterminer s'il y a une fuite de lumière, il est recommandé de couvrir le couvercle et de comparer la valeur de gris. Si une différence est constatée, il y a une fuite de lumière.
10)Faut-il désactiver le mode DSNU lors de l'exécution de la procédure DSNU ?étalonnage
Le mode DSNU doit être désactivé pour déterminer s'il y a fuite de lumière et si la valeur de fond avant l'étalonnage du champ sombre est normale, et l'état du mode DSNU n'est pas affecté avant la commande DSNUGenerate ou DSNUGenerateAll.
11)L'option UserSet a-t-elle une incidence sur les paramètres d'étalonnage DSNU ?
Non, seules les fonctions DSNUGenerateAll et DSNUSave permettent de remplacer les paramètres d'étalonnage DSNU enregistrés dans l'appareil photo.
2. Étalonnage PRNU
(1)Pourquoi PRNU (Non-uniformité de la réponse photographique)étalonnage?
L'étalonnage PRNU est une technique d'étalonnage des capteurs d'image permettant d'éliminer le bruit et les artefacts introduits dans les images en raison de la réponse hétérogène du capteur. La PRNU du capteur d'image est due au processus de fabrication et à la nodalité du matériau, ce qui entraîne des différences de réponse entre les pixels dans des conditions d'éclairage identiques. Ces différences peuvent se manifester par du bruit de fond, des points, des stries et d'autres défauts dans l'image.
(2)Calibrage PRNU Méthodes
1) Acquisition de l'image d'étalonnage : La caméra collecte un ensemble d'images brutes sous une lumière uniforme et à moitié pleine, de préférence sous une lumière uniforme, afin de s'assurer qu'il n'y a pas d'autres effets complexes dans l'image d'étalonnage.
2) Moyenne de plusieurs images : trouver une image moyenne à partir d'un ensemble d'images.
3) Déterminez la valeur de gris cible : vous pouvez faire la moyenne de l’image collectée comme valeur de gris cible, ou vous pouvez entrer manuellement la valeur de gris cible.
4) Image d'étalonnage PRNU : L'image corrigée est calculée par Gris cible / Image moyenne.
5) Stockage des images d'étalonnage PRNU : Les images d'étalonnage PRNU générées sont stockées dans une mémoire non volatile à l'intérieur de la caméra, en tant qu'entrée de l'algorithme d'étalonnage du champ sombre tardif.
6) Calibrage de l'application : Lorsque l'image réelle est prise, chaque image prise par la caméra est multipliée par l'image de calibrage PRNU pour éliminer l'homogénéité de la réponse optique du capteur.
(3)Calibrage PRNUcomparaisons avant et après
Il ressort clairement des deux graphiques suivants que l'image corrigée dans la direction horizontale présente une amélioration significative par rapport à l'uniformité de l'image avant l'étalonnage.
Courbe de valeur de gris en champ ouvert non corrigée
Courbe de valeur de gris en champ ouvert après étalonnage PRNU
(4)Le prunierétalonnageétape
1) Réglez FanOperationMode sur Température et TECOpererationMode sur Température.
2) Réglez la température CoolOperationTemperature sur la température de fonctionnement réelle.
3) Attendez que la température du capteur se stabilise. (Contrôle du périphérique / Température du capteur)
4) Définissez BinningHorizontal et BinningVertical sur X1.
5) Réglez TriggerMode sur Off.
6) Mettez LUTEnalbe sur Off.
7) Activez le mode DSNUMode.
8) Réglez PRNUMode sur Off.
9) Désactivez TestPattern.
10) Réglez le mode de fonctionnement sur TDI.
11) Réglez le niveau de noir sur 0.
12) Définissez AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain et PixelFormat comme paramètres en fonctionnement réel.
13) Placez l'appareil photo sous une lumière uniforme. Il est recommandé d'utiliser une sphère d'éclairage uniforme. L'étalonnage est optimal. Ajustez la luminosité de la source lumineuse jusqu'à ce que l'image atteigne un état de semi-saturation. Veillez à ce que les 9 072 pixels soient saturés à moitié autant que possible. Si l'utilisation de la bague de transfert rend l'image sensible des deux côtés, cela peut entraîner des valeurs cibles calculées automatiquement trop faibles. Enfin, si la valeur de gris moyenne de l'image diminue significativement après l'ouverture du PRNU, vous devez mettre à jour le firmware vers la version 2904230720 ou ultérieure. Cette version utilise la moyenne des 2 048 pixels situés après le décalage de 3 520 pixels comme valeur cible. Par conséquent, la valeur cible automatique doit être utilisée pour garantir que les 2 048 pixels centraux soient correctement exposés.
14) Mettez en œuvre Live pour commencer à dessiner, exécutez PRNUGenerate caméra pour démarrer l'étalonnage PRNU, le temps requis est lié à la valeur définie d'AcquisitionLineRate, définissez PRNUMode sur On, comparez l'uniformité de la direction horizontale de l'image avant et après l'étalonnage, si l'uniformité est significativement meilleure, cela montre que l'étalonnage PRNU est efficace.
15) Si l'étalonnage PRNU est jugé valide, la fonction PRNUSave peut être exécutée. Les données corrigées seront alors associées au sélecteur PRNU actuellement sélectionné et stockées dans la mémoire non volatile de l'appareil photo. En cas de coupure de courant, les données d'étalonnage enregistrées seront automatiquement chargées lors du prochain changement de sélecteur PRNU.
(5)PRNUétalonnageFAQ
1)Rôle de PRNULoad
Lors de l'utilisation de PRNUGenerate, l'étalonnage n'est pas enregistré directement dans la mémoire volatile, mais dans la DDR. L'alimentation est immédiatement coupée. Si les résultats de l'étalonnage PRNUGenerate ne sont pas satisfaisants, il est nécessaire de recharger l'historique stocké dans les paramètres d'étalonnage PRNU de la caméra. À ce moment-là, vous pouvez cliquer sur PRNULoad pour charger les données d'étalonnage de la caméra enregistrées avant le chargement.
2)Rôle de Niveau cible AUTO
Le PRNU peut fonctionner en mode manuel (définition manuelle de la valeur cible corrigée via le paramètre PRNUTargetLevel) ou en mode PRNU automatique (la caméra utilise la valeur moyenne de gris de l'image corrigée comme valeur cible pour l'étalonnage du PRNU). La plage de valeurs de PRNUTargetLevel est de 0 à 255, en 10 bits et 12 bits.
3)Pourquoi une exception d'image se produit-elle lors de l'exécution de PRNU ?étalonnage
Étant donné que les paramètres d'étalonnage du capteur sont collectés lors de l'étalonnage PRNU, l'image de sortie peut présenter des anomalies. Ce phénomène est normal et l'image retrouvera automatiquement son aspect normal après l'étalonnage. Par conséquent, il est nécessaire d'attendre la fin de l'étalonnage PRNU avant d'acquérir à nouveau l'image.
4)Combien de temps dure PRNUGenerate ?
L'étalonnage PRNU nécessitant l'acquisition d'une image, sa durée est directement liée à la fréquence de balayage. Plus la fréquence est élevée, plus l'étalonnage est rapide et moins il est long. La durée théorique d'étalonnage peut être calculée à l'aide du tableau de calcul du temps de génération PRNU du DSNU. Le résultat de la génération PRNU peut être évalué selon le code présenté dans la figure ci-dessous. Si l'étalonnage est effectué sur l'échantillon, son succès est vérifié en observant si l'image retrouve son aspect normal.
5)Role de PRNUFactoryReset
Avant la sortie d'usine, nous créons 5 jeux de paramètres PRNU par défaut sous la boule d'intégration. Si des paramètres PRNU incorrects sont enregistrés accidentellement dans les registres PRNU 0 à PRNU 4 lors de l'utilisation, nous pouvons copier les 5 jeux de paramètres PRNU par défaut vers ces registres en exécutant cette commande.
Les 5 PRNU des caméras sont corrigés en usine. L'étalonnage est réalisé sous une lumière uniforme et à mi-charge, avec une fréquence de déplacement de 18 000 Hz. La profondeur de bits et le gain analogique sont différents. Les paramètres spécifiques sont les suivants :
PRNU0=12bit-Gain analogique×2
PRNU1=12bit-Gain analogique×8
PRNU2=10bit-Gain analogique×2
PRNU3=10bit-Gain analogique×8
PRNU4=10bit-AnalogGain×8
6)Faut-il désactiver le mode PRNU lors de l'exécution de la procédure PRNU ?étalonnage
Lors du réglage de l'image à mi-hauteur, vous devez désactiver le mode PRNU avant la commande PRNUGenerate.
7)Le PRNUétalonnageest réalisé après le DSNUétalonnageet la fonction DSNU est activée
Étant donné que l'algorithme PRNU à l'intérieur de la caméra est exécuté après l'algorithme DSNU, l'étalonnage doit également corriger le DSNU, puis le PRNU, avant que la fonction DSNU ne soit activée.
8)UserSet Indique si cela affecte le PRNUétalonnageparamètres
Non, seules les fonctions PRNUFactoryReset et PRNUSave permettent de remplacer les paramètres d'étalonnage PRNU enregistrés dans l'appareil photo.
3.LUT
(1)Qu'est-ce que LUT ?
La conversion par table de correspondance (LUT) est une fonction de traitement d'image de base permettant de mettre en évidence des détails, y compris des zones très marquées.
Pour plus d'informations. Ces fonctions incluent l'égalisation d'histogramme, l'étalonnage gamma, l'étalonnage logarithmique et l'étalonnage exponentiel. Image de sortie
La valeur de gris de l'image originale est comparée à celle de l'image d'origine. L'utilisateur définit la valeur correspondante en fonction du contexte d'application.
(2)Configuration de la méthode de la LUT
Le paramétrage LUT nécessite les logiciels UpdateTool et Samplepro, dont l'interface est présentée ci-dessous.
Interface de l'outil de mise à jour
Gamma : la courbe d’entrée-sortie correspondante peut être affichée après la saisie de la valeur.
Appliquer : Appliquer la courbe LUT correspondant à la valeur Gamma actuelle.
Par défaut : rétablir l’état de la courbe LUT lorsque la valeur par défaut est Gamma = 1.
Enregistrer le fichier : Enregistrer la courbe LUT actuelle dans le chemin de fichier spécifié.
Charger un fichier : Charger le fichier de courbe LUT enregistré.
Téléchargement : Configurer la courbe LUT actuellement appliquée à la caméra.
Upload : Lire la courbe LUT configurée depuis la caméra.
Logiciel Samplepro
LUTEnable : commutateur de contrôle LUT, fermé par défaut.
LUTIndex : valeur d’entrée, la valeur de sortie correspondant à la courbe appliquée est automatiquement chargée après l’entrée, plage 0~4095.
LUTValue : Valeur de sortie, chargée en fonction de la valeur LUTIndex d'entrée, peut être modifiée manuellement et enregistrée, plage 0~4095.
LUTSave : Enregistrer la courbe modifiée.
LUTLoad : Charge la courbe LUT.
(3)Étape de configuration de la LUT
1) Configuration de la courbe LUT : Définissez la courbe LUT d’entrée-sortie souhaitée. Il existe généralement deux méthodes :
En définissant la valeur Gamma et en affichant la courbe Gamma correspondante, vous pouvez également utiliser la souris pour effectuer un réglage fin de cette courbe.
Enregistrez le fichier LUT par défaut avec Gamma = 1, modifiez manuellement la relation d'imagerie des valeurs de gris, puis chargez le fichier dans l'appareil photo.
2) Fonction LUT activée : cochez LUTEnable dans le logiciel de l’appareil photo.
