25/02/12Come eseguire la calibrazione DSNU, la calibrazione PRNU, la LUT?
1. Calibrazione DSNU
(1)Perché il DSNU (Dark Signal Non-uniformity)calibrazione
Nel sensore è presente una certa corrente oscura, anche in condizioni di completa oscurità. Queste correnti oscure formano una distribuzione non uniforme sulla superficie del sensore a causa di piccole differenze nel processo di fabbricazione, richiedendo quindi una calibrazione uniforme dello sfondo dell'immagine tramite la calibrazione DSNU.
(2)DSNUcalibrazioneMetodi
1) Acquisizione dei dati: innanzitutto, la telecamera deve raccogliere una serie di immagini in campo scuro in completa oscurità.
2) Media: media di fase dell'immagine in campo scuro acquisita per ottenere un'immagine in campo scuro media.
3) Immagine di calibrazione generale: sottrarre un'immagine di riferimento (tutta 0 o tutta 100, ecc.) per generare un'immagine di calibrazione del campo scuro.
4) Immagine di calibrazione dell'archiviazione: l'immagine di calibrazione del campo oscuro risultante viene archiviata in una memoria non volatile all'interno della fotocamera e funge da input per l'algoritmo di calibrazione del campo oscuro tardivo.
5) Calibrazione dell'applicazione: quando si scatta un'immagine reale, la fotocamera sottrae l'immagine corretta per eliminare la disuguaglianza della corrente di buio del sensore.
(3) DSNU corretto prima e dopo il confronto
Dai due grafici seguenti è evidente che l'immagine corretta in direzione orizzontale presenta un miglioramento significativo rispetto all'uniformità dell'immagine prima della calibrazione.
Curva del valore di grigio orizzontale del campo scuro non corretta
Curva del valore di grigio orizzontale in campo scuro dopo la calibrazione DSNU
(4)Il DSNUcalibrazionepassi
1) FanOperationMode impostato su Temperatura e TECOperationMode è impostato su Temperatura.
2) Impostare la temperatura CoolOperationTemperature in modo che corrisponda alla temperatura di lavoro effettiva.
3) Attendere la stabilità della temperatura del sensore. (DeviceControl / SensorTemperature)
4) Impostare BinningHorizontal e BinningVertical su X1.
5) Impostare TriggerMode su Off.
6) Impostare LUTEnalbe su Off.
7) Impostare DSNUMode su Off.
8) Impostare PRNUMode su Off.
9) Impostare TestPattern su Off.
10) Impostare OperationMode su TDI.
11) Impostare BlackLevel su 0.
12) Impostare AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain e PixelFormat come parametri durante il funzionamento effettivo.
13) Coprire il coperchio dell'obiettivo. Se non è comodo coprirlo, è possibile verificare il valore medio del livello di grigio quando AcquisitionLineRate è 80000Hz, TDIStagesP1 è 256, AnalogGain è X2, PixelFormat è 8bit e impostare il valore medio del livello di grigio dopo aver impostato i parametri sopra indicati. Dovrebbe essere circa 20. Se è superiore a 20, si verifica una perdita di luce. Il nostro suggerimento è di coprire il coperchio.
14) Live avvia il disegno, la telecamera DSNUGenerate avvia la calibrazione DSNU. Il tempo richiesto è correlato all'impostazione AcquisitionLineRate. Impostare DSNUMode su On e osservare il valore medio del grigio dell'immagine. Teoricamente, il valore medio del grigio a 8 bit è 6, a 10 bit è 25 e a 12 bit è 100. Se la differenza tra il valore medio del grigio e il valore teorico indica che la calibrazione DSNU è errata, verificare la correttezza della procedura operativa.
15) Se la calibrazione DSNU viene stabilita come valida, è possibile eseguire DSNUSave; i dati corretti verranno quindi associati ai valori PixelFormat e AnalogGain correnti e memorizzati nella memoria non volatile della telecamera. La perdita di potenza non verrà persa. La volta successiva, i dati di calibrazione memorizzati verranno caricati automaticamente con la combinazione PixelFormat e AnalogGain.
16) Se si seleziona DSNUGenerateAll, la fase commuta automaticamente AnalogGain da X2 a X8, esegue il DSNU una volta per ogni guadagno di simulazione e salva automaticamente nella memoria non volatile della telecamera dopo ogni calibrazione, sovrascrivendo i dati di calibrazione precedenti. È quindi necessario determinare se i dati di calibrazione DSNU precedenti possono essere sovrascritti prima della calibrazione. DSNUGenerateAll Verrà eseguito solo il PixelFormat attualmente configurato. Se è necessario eseguire la calibrazione DSNU con altri parametri PixelFormat, è necessario passare al parametro PixelFormat effettivo e quindi eseguire DSNUGenerateAll.
(5)DSNUcalibrazioneDomande frequenti
1)Ruolo di DSNULoad
Quando si utilizza DSNUGenerate, la calibrazione non verrà salvata direttamente nella memoria volatile, ma nella DDR; l'alimentazione verrà interrotta direttamente. Se i risultati della calibrazione DSNUGenerate non sono soddisfatti, è necessario ricaricare la cronologia memorizzata nei parametri di calibrazione DSNU della telecamera, quindi fare clic su DSNULoad, fase memorizzata prima di caricare i dati di calibrazione della telecamera.
2)Perché diversolineafrequenza, guadagno analogico,Fase TDI, profondità di bit, temperatura devono essere eseguite per eseguire DSNUcalibrazioneseparatamente
A causa della corrente di buio del sensore, della diversa frequenza di linea, del guadagno analogico, dello stadio TDI, della profondità di bit e dei dati di sfondo della temperatura, non possiamo correggere tutte le scene in fabbrica e salvarle sulla telecamera, pertanto si consiglia ai clienti di correggerle in base alle condizioni d'uso delle proprie apparecchiature. I seguenti dati si riferiscono alla configurazione di AnalogGain X2, DigitalGain X1 e allo stadio TDI 256 e impostano il valore medio di grigio dell'immagine in campo scuro rispettivamente a 1K e 300K. Il valore medio di grigio del campo scuro a diverse frequenze di linea varia notevolmente. In termini di dati, si evidenzia inoltre che la calibrazione DSNU deve essere eseguita separatamente alla frequenza di linea.
| frequenza di linea | 8 bit | 10 bit | 12 bit |
| 300K | 20 | 80 | 70 |
| 1K | 31 | 108 | 150 |
3)Perché l'immagine corretta con DSNU aperto a 8 bit e 10 bit non può essere saturata, il valore medio del grigio dell'immagine dopo l'aumento del DSNU aperto a 12 bit
A 8 bit, la calibrazione DSNU sottrae un'immagine di riferimento (6DN) dall'immagine media in campo scuro (20DN) per generare un'immagine di calibrazione della corrente di buio (14DN). Quando la funzione di calibrazione è attiva, l'immagine di calibrazione della corrente di buio (14DN) viene sottratta dall'immagine originale in tempo reale, quindi l'immagine sarà scura rispetto all'immagine originale e non potrà essere saturata, come avviene con la calibrazione a 10 bit.
A 12 bit, la calibrazione DSNU utilizza l'immagine media in campo scuro (70 DN) meno un'immagine di riferimento (100 DN) per generare un'immagine di calibrazione della corrente di buio (-30 DN). Quando la funzione di calibrazione è attivata, utilizza l'immagine di calibrazione della corrente di buio (-30 DN) meno l'immagine originale in tempo reale, in modo che l'immagine risulti più luminosa rispetto all'immagine originale. Se i problemi sopra descritti influiscono sull'utilizzo, è possibile risolverli regolando il valore di BlackLevel.
I dati sopra riportati sono il risultato della frequenza di 300K, AnalogGain X2, DigitalGain X1, stadio TDI 256. Alla frequenza di linee diverse, il DSNU sull'immagine è diverso, il che deve essere analizzato separatamente secondo la logica sopra descritta.
4)Quanto dura il DSNU?calibrazionePrendere
Poiché la calibrazione DSNU richiede l'acquisizione di immagini, il tempo di calibrazione è correlato alla frequenza di linea. Maggiore è la frequenza di linea, più rapida è la calibrazione e minore è il tempo richiesto. Il tempo di calibrazione teorico può essere calcolato tramite la tabella di calcolo dei tempi di generazione DSNU PRNU. DSNUGenerate o DSNUGenerateAll possono essere valutati tramite il codice mostrato nella figura seguente. Se corretta sul campione, la calibrazione può essere valutata osservando se l'immagine viene ripristinata alla normalità.
5)Come giudicare che il DSNUcalibrazioneha successo
Innanzitutto, DSNUMode deve essere impostato su On e BlackLevel su 0 per verificare se il valore medio del grigio dell'immagine rientra nell'intervallo corretto. Il valore medio corretto del grigio dovrebbe essere 8 bit su 6, 10 bit su 25 e 12 bit su 100. In secondo luogo, possiamo confrontare l'uniformità dell'immagine in direzione orizzontale, raccogliere le immagini con DSNUMode impostato rispettivamente su Off e su On e confrontare l'uniformità dell'immagine in direzione orizzontale con ImageJ. Se l'uniformità è significativamente migliore, la calibrazione DSNU è riuscita e i parametri del gruppo possono essere salvati sulla fotocamera tramite DSNU Save.
6)Perché il DSNUcalibrazioneeffetto modificato dopo aver cambiato il guadagno analogico o la profondità di bit
Poiché i parametri di calibrazione DSNU con diverse profondità di bit e diversi guadagni analogici verranno salvati separatamente, i parametri DSNU corrispondenti verranno caricati automaticamente senza eseguire il comando DSNULoad quando si cambia la profondità di bit o il guadagno analogico. Pertanto, se è necessario passare a una profondità di bit o a un guadagno analogico diversi, si consiglia di passare a 10 bit per eseguire DSNUGenerateAll e quindi a 12 bit per eseguire DSNUGenerateAll. Poiché le modalità a 10 bit e a 8 bit utilizzano un set di parametri DSNU, non è necessario eseguire separatamente la calibrazione a 8 bit. Dopo la calibrazione, la profondità di bit e il guadagno vengono corretti per facilitare l'utilizzo di telecamere successive con profondità di bit e guadagno analogico diversi.
7)Perché l'eccezione dell'immagine quando si esegue DSNUcalibrazione
Poiché i parametri di calibrazione del calcolo dell'immagine del sensore vengono raccolti durante la calibrazione DSNU, l'immagine in uscita risulterà anomala, il che è un fenomeno normale e tornerà automaticamente alla normalità dopo la calibrazione. Pertanto, è necessario attendere la calibrazione DSNU prima di acquisire l'immagine.
8)Hai bisogno di fare un DSNU separato?calibrazioneper direzioni diverse?
No, perché la telecamera correggerà automaticamente entrambe le direzioni quando viene eseguito il comando di calibrazione e la fase caricherà automaticamente il parametro di calibrazione DSNU in quella direzione quando la direzione viene invertita.
9)Perché il valore dello sfondo del campo scuro è troppo grande prima delcalibrazione
AcquisitionLineRate è impostato su 300 kHz, TDIStagesP1 su 256, AnalogGain su X2, i valori di sfondo del campo scuro sono teoricamente da 8 bit a 20, da 10 bit a 80 e da 12 bit a 70. Se il valore di base è errato, è necessario determinare se DSNUMode è impostato su Off, BlackLevel è impostato su 0, PRNU è impostato su Off, DigitalGain è impostato su X1, LUTEnalbe è impostato su Off e OperationMode è impostato su TDI.
Determinare la versione del firmware. Per motivi storici, le versioni precedenti al 29/04 potrebbero presentare valori di sfondo elevati. Il test specifico è la versione 2901211203, lo sfondo in campo scuro a 12 bit ha circa 170DN.
Per determinare se c'è una perdita di luce, si consiglia di coprire il coperchio e verificare se c'è una differenza nel valore del grigio. Se c'è una differenza, c'è una perdita di luce.
10)È necessario impostare la modalità DSNU su Off quando si esegue il DSNUcalibrazione
La modalità DSNU deve essere impostata su Off quando si determina se c'è una perdita di luce e se il valore di sfondo prima della calibrazione del campo scuro è normale, e lo stato della modalità DSNU non viene influenzato prima del comando DSNUGenerate o DSNUGenerateAll.
11)UserSet influisce sui parametri di calibrazione DSNU?
No, solo DSNUGenerateAll e DSNUSave sovrascriveranno i parametri di calibrazione DSNU salvati all'interno della fotocamera.
2. Calibrazione PRNU
(1)Perché PRNU (non uniformità della risposta fotografica)calibrazione?
La calibrazione PRNU è una tecnica di calibrazione per sensori di immagine utilizzata per rimuovere rumore e artefatti introdotti nelle immagini a causa della risposta eterogenea del sensore. La PRNU nel sensore di immagine è dovuta al processo di fabbricazione e alla nodalità del materiale, che determina differenze nella risposta di pixel diversi nelle stesse condizioni di luce. Questa differenza può manifestarsi come rumore di fondo, macchie, strisce e altri problemi nell'immagine.
(2)Calibrazione PRNU Metodi
1) Acquisizione dell'immagine di calibrazione: la fotocamera raccoglie una serie di immagini grezze sotto una luce semi-piena e uniforme, preferibilmente utilizzando una luce uniforme, per garantire che non vi siano altri effetti complessi nell'immagine di calibrazione.
2) Calcola la media di più immagini: trova un'immagine media da un insieme di immagini.
3) Determinare il valore di grigio di destinazione: è possibile calcolare la media dell'immagine raccolta come valore di grigio di destinazione oppure immettere manualmente il valore di grigio di destinazione.
4) Immagine di calibrazione PRNU: l'immagine corretta viene calcolata tramite Target Gray / Immagine media.
5) Memorizzazione delle immagini di calibrazione PRNU: le immagini di calibrazione PRNU generate vengono memorizzate in una memoria non volatile all'interno della fotocamera, come input per l'algoritmo di calibrazione del campo scuro tardivo.
6) Calibrazione dell'applicazione: quando viene scattata l'immagine effettiva, ogni immagine acquisita dalla fotocamera viene moltiplicata per l'immagine di calibrazione PRNU per eliminare l'omogeneità della risposta ottica del sensore.
(3)Calibrazione PRNUconfronti prima e dopo
Dai due grafici seguenti è evidente che l'immagine corretta in direzione orizzontale presenta un miglioramento significativo rispetto all'uniformità dell'immagine prima della calibrazione.
Curva del valore di grigio in campo aperto non corretta
Curva del valore di grigio in campo aperto dopo la calibrazione PRNU
(4)Il PRUNcalibrazionefare un passo
1) Impostare FanOperationMode su Temperatura e impostare TECOperationMode su Temperatura.
2) Impostare la temperatura CoolOperationTemperature in modo che corrisponda alla temperatura di lavoro effettiva.
3) Attendere la stabilità della temperatura del sensore. (DeviceControl / SensorTemperature)
4) Impostare BinningHorizontal e BinningVertical su X1.
5) Impostare TriggerMode su Off.
6) Impostare LUTEnalbe su Off.
7) Impostare DSNUMode su On.
8) Impostare PRNUMode su Off.
9) Impostare TestPattern su Off.
10) Impostare OperationMode su TDI.
11) Impostare BlackLevel su 0.
12) Impostare AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain e PixelFormat come parametri durante il funzionamento effettivo.
13) Posizionare la fotocamera sotto una luce uniforme. Si consiglia di utilizzare la sfera integrale di luce uniforme. La calibrazione è la migliore. Regolare la luminosità della sorgente luminosa finché l'immagine non raggiunge uno stato di semi-saturazione. Fare attenzione a rendere tutti i 9.072 pixel il più possibile semi-saturati. Se l'uso dell'anello di trasferimento causa una sensibilità dell'immagine su entrambi i lati, i valori target calcolati automaticamente possono risultare bassi. L'ultimo fenomeno è che il valore medio del grigio dell'immagine diminuisce significativamente dopo l'apertura del PRNU. Quindi è necessario aggiornare la versione del firmware a 2904230720 o successiva. Questa versione utilizza la media dei 2048 pixel dopo l'offset di 3520 pixel come valore target. Pertanto, è necessario utilizzare il valore target automatico per garantire che i 2048 pixel centrali siano nello stato di esposizione.
14) Implementare Live inizia a disegnare, eseguire la telecamera PRNUGenerate per avviare la calibrazione PRNU, il tempo richiesto è correlato all'AcquisitionLineRate impostato, impostare PRNUMode su On, confrontare l'uniformità della direzione orizzontale dell'immagine prima e dopo la calibrazione, se l'uniformità è significativamente migliore, significa che la calibrazione PRNU è efficace.
15) Se la calibrazione PRNU viene stabilita come valida, è possibile eseguire la funzione PRNUSave; i dati corretti di questo momento verranno associati al selettore PRNU attualmente selezionato e memorizzati nella memoria non volatile della telecamera. L'interruzione di corrente non verrà persa e i dati di calibrazione memorizzati verranno caricati automaticamente nel successivo selettore PRNU.
(5)PRNUcalibrazioneDomande frequenti
1)Ruolo di PRNULoad
Quando si utilizza la calibrazione PRNUGenerate, i dati non verranno salvati direttamente nella memoria volatile, ma nella DDR; l'alimentazione verrà interrotta direttamente. Se i risultati della calibrazione PRNUGenerate non sono soddisfatti, è necessario ricaricare la cronologia memorizzata nei parametri di calibrazione PRNU della telecamera. A questo punto è possibile fare clic su PRNULoad per memorizzare la fase prima di caricare i dati di calibrazione della telecamera.
2)Ruolo di TargetLevelAUTO
Il PRNU è in modalità manuale (impostazione manuale del valore target corretto con il parametro PRNUTargetLevel) e in modalità PRNU automatica (la telecamera utilizza il valore medio del grigio dell'immagine corretta come valore target per la calibrazione del PRNU). L'intervallo di PRNUTargetLevel è compreso tra 0 e 255, 10 bit e 12 bit.
3)Perché l'eccezione dell'immagine quando si esegue PRNUcalibrazione
Poiché il parametro di calibrazione del calcolo dell'immagine del sensore viene raccolto durante la calibrazione PRNU, l'immagine in uscita risulterà anomala, il che è un fenomeno normale e tornerà automaticamente alla normalità dopo la calibrazione. Pertanto, l'acquisizione dell'immagine deve essere effettuata dopo la calibrazione PRNU.
4)Quanto tempo impiega PRNUGenerate?
Poiché la calibrazione PRNU richiede l'acquisizione di immagini, il tempo di calibrazione è correlato alla frequenza di linea. Maggiore è la frequenza di linea, più rapida è la calibrazione e minore è il tempo richiesto. Il tempo di calibrazione teorico può essere calcolato tramite la tabella di calcolo del tempo di generazione PRNU DSNU. Il tempo di generazione PRNU può essere valutato in base al codice mostrato nella figura seguente. Se la calibrazione viene eseguita sul campione, è possibile valutarla osservando se l'immagine viene ripristinata alla normalità.
5)Role del PRNUFactoryReset
Prima di uscire dalla fabbrica, creeremo 5 set di parametri PRNU predefiniti sotto la sfera di integrazione. Se durante l'utilizzo vengono accidentalmente memorizzati parametri PRNU errati in PRNU 0 ~ PRNU 4, possiamo copiare i 5 set di parametri PRNU predefiniti in PRNU 0 ~ PRNU 4 eseguendo questo comando.
Tutti e 5 i PRNU delle telecamere sono corretti in fabbrica. Le condizioni di calibrazione sono: luce semi-piena e uniforme, frequenza di spostamento = 18000 Hz, profondità di bit e guadagno analogico diversi. I parametri specifici sono i seguenti:
PRNU0=Guadagno analogico a 12 bit×2
PRNU1=Guadagno analogico a 12 bit×8
PRNU2=Guadagno analogico a 10 bit×2
PRNU3=Guadagno analogico a 10 bit×8
PRNU4=Guadagno analogico a 10 bit×8
6)È necessario impostare la modalità PRNU su Off quando si esegue il PRNUcalibrazione
Quando si regola l'immagine a metà della somma completa, è necessario impostare la modalità PRNU su Off prima del comando PRNUGenerate.
7)Il PRNUcalibrazioneè fatto dopo il DSNUcalibrazionee la funzione DSNU è attivata
Poiché l'algoritmo PRNU all'interno della fotocamera è successivo all'algoritmo DSNU, la calibrazione deve correggere anche il DSNU e poi il PRNU, quindi la funzione DSNU viene attivata.
8)UserSet Se influisce sul PRNUcalibrazioneparametri
No, solo PRNUFactoryReset e PRNUSave sovrascriveranno i parametri di calibrazione PRNU salvati all'interno della fotocamera.
3.LUT
(1)Che cosa è LUT
La conversione della tabella di consultazione (Lookup Table, LUT) è la funzione di elaborazione delle immagini di base, in grado di evidenziare i dettagli, inclusi quelli pesanti
Alle informazioni. Queste funzioni includono l'equalizzazione dell'istogramma, la calibrazione gamma, la calibrazione logaritmica, la calibrazione esponenziale. Immagine di output
Il valore di grigio dell'immagine originale viene confrontato con l'immagine originale. L'utente imposta il valore corrispondente in base alla situazione applicativa.
(2)Impostazione del metodo della LUT
L'impostazione LUT richiede i software UptadeTool e Samplepro; l'interfaccia del software è mostrata di seguito.
Interfaccia UptadeTool
Gamma: dopo aver immesso il valore è possibile richiamare la curva INPUT-OUPUT corrispondente.
Applica: applica la curva LUT corrispondente al valore Gamma corrente.
Predefinito: ripristina lo stato della curva LUT quando il valore predefinito è Gamma = 1.
Salva file: salva la curva LUT corrente nel percorso file specificato.
Carica file: carica il file della curva LUT salvato.
Download: configura la curva LUT attualmente applicata alla telecamera.
UpLoad: legge la curva LUT configurata dalla telecamera.
Software Samplepro
LUTEnable: interruttore di controllo LUT, non aperto per impostazione predefinita.
LUTIndex: valore di INPUT, il valore di output corrispondente alla curva applicata viene caricato automaticamente dopo l'input, intervallo 0~4095.
LUTValue: valore di OUTPUT, caricato in base al valore LUTIndex di input, può essere modificato manualmente e salvato, intervallo 0~4095.
LUTSave: salva la curva modificata.
LUTLoad: carica la curva LUT.
(3)Fase di configurazione LUT
1) Configurazione della curva LUT: imposta la curva LUT input-output effettivamente richiesta. Di solito ci sono due modi per farlo:
Impostando il valore Gamma, richiamando la curva Gamma corrispondente, è anche possibile utilizzare il mouse per effettuare regolazioni fini nella curva Gamma.
l Salvare il file LUT predefinito con Gamma = 1, modificare manualmente la relazione tra i valori di grigio e le immagini, quindi caricare il file nella fotocamera.
2) Funzione LUT abilitata: spuntare LUTENable sul software della fotocamera.
