12/02/2025Come si effettuano la calibrazione DSNU, la calibrazione PRNU e la LUT?
1. Calibrazione DSNU
(1)Perché il DSNU (Dark Signal Non-uniformity)calibrazioni
Nel sensore è presente una certa corrente di buio, anche in condizioni di completa oscurità. Queste correnti di buio formano una distribuzione non uniforme sulla superficie del sensore a causa di piccole differenze nel processo di fabbricazione, pertanto è necessaria una calibrazione uniforme dello sfondo dell'immagine tramite la calibrazione DSNU.
(2)DSNUcalibrazioniMetodi
1) Acquisizione dei dati: Innanzitutto, la fotocamera deve acquisire una serie di immagini in campo scuro in completa oscurità.
2) Media: Calcola la media di fase dell'immagine in campo scuro acquisita per ottenere un'immagine media in campo scuro.
3) Immagine di calibrazione generale: sottrarre un'immagine di riferimento (tutti 0 o tutti 100, ecc.) per generare un'immagine di calibrazione in campo scuro.
4) Immagine di calibrazione memorizzata: l'immagine di calibrazione del campo scuro risultante viene memorizzata in una memoria non volatile all'interno della fotocamera e funge da input per l'algoritmo di calibrazione del campo scuro tardivo.
5) Calibrazione dell'applicazione: durante l'acquisizione di un'immagine reale, la fotocamera sottrae l'immagine corretta per eliminare la disomogeneità della corrente di buio del sensore.
(3) DSNU corretto prima e dopo il confronto
Dai due grafici seguenti si evince chiaramente che l'immagine corretta in direzione orizzontale presenta un miglioramento significativo rispetto all'uniformità dell'immagine prima della calibrazione.
Curva orizzontale dei valori di grigio del campo scuro non corretta
Curva orizzontale dei valori di grigio in campo scuro dopo la calibrazione DSNU
(4)Il DSNUcalibrazionipassi
1) La modalità di funzionamento della ventola è impostata su Temperatura e la modalità di funzionamento del TEC è impostata su Temperatura.
2) Impostare la temperatura CoolOperationTemperature sulla temperatura di esercizio effettiva.
3) Attendere che la temperatura del sensore si stabilizzi. (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 la modalità operativa 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 coprire il coperchio dell'obiettivo, è possibile verificare se 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 di cui sopra dovrebbe essere circa 20, se è superiore a 20, c'è 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 di grigio dell'immagine. Teoricamente, il valore medio di grigio a 8 bit è 6, a 10 bit è 25 e a 12 bit è 100. Se la differenza tra il valore medio di grigio e il valore teorico indica che la calibrazione DSNU è errata, verificare se la procedura operativa è corretta.
15) Se si determina che la calibrazione DSNU è valida, è possibile eseguire DSNUSave; in tal caso, i dati corretti verranno associati al PixelFormat e all'AnalogGain correnti e memorizzati nella memoria non volatile della telecamera. L'interruzione di corrente non comporta la perdita dei dati. La volta successiva, i dati di calibrazione memorizzati verranno caricati automaticamente in base alla combinazione di PixelFormat e AnalogGain.
16) Se DSNUGenerateAll è selezionato, la fase commuta automaticamente AnalogGain da X2 a X8, esegue 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. Pertanto, è necessario determinare se i dati di calibrazione DSNU precedenti possono essere sovrascritti prima della calibrazione. DSNUGenerateAll eseguirà 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)DSNUcalibrazioniFAQ
1)Ruolo di DSNULoad
Quando si utilizza DSNUGenerate, la calibrazione non viene salvata direttamente nella memoria volatile, ma nella DDR. L'alimentazione verrà persa direttamente. Se i risultati della calibrazione DSNUGenerate non sono soddisfacenti, è necessario ricaricare la cronologia memorizzata nei parametri di calibrazione DSNU della telecamera, quindi è possibile fare clic su DSNULoad. La fase memorizzata prima del caricamento dei dati di calibrazione della telecamera.
2)Perché diversolineafrequenza, guadagno analogico,Fase TDI, profondità di bit, temperatura devono essere fatte per fare DSNUcalibrazioniseparatamente
A causa della corrente di buio del sensore, della diversa frequenza di rete, 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 nella telecamera, quindi si consiglia ai clienti di correggerle nelle condizioni di utilizzo della propria apparecchiatura. I dati seguenti si riferiscono alla configurazione AnalogGain X2, DigitalGain X1 e 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 varia notevolmente a seconda della frequenza di rete. In termini di dati, ciò dimostra ulteriormente che la calibrazione DSNU deve essere eseguita separatamente in base alla frequenza di rete.
| frequenza di linea | 8 bit | 10 bit | 12 bit |
| 300.000 | 20 | 80 | 70 |
| 1K | 31 | 108 | 150 |
3)Perché l'immagine corretta con DSNU aperto a 8 bit e 10 bit non può essere satura, il valore medio di grigio dell'immagine dopo l'apertura di DSNU a 12 bit è aumentato
A 8 bit, la calibrazione DSNU sottrae un'immagine di riferimento (6DN) dall'immagine media del campo scuro (20DN) per generare un'immagine di calibrazione della corrente scura (14DN). Quando la funzione di calibrazione è attiva, l'immagine di calibrazione della corrente scura (14DN) viene sottratta dall'immagine originale in tempo reale, quindi l'immagine risulterà più scura rispetto all'immagine originale e non potrà essere saturata, come avviene a 10 bit.
A 12 bit, la calibrazione DSNU utilizza l'immagine media del campo scuro (70DN) meno un'immagine di riferimento (100DN) per generare un'immagine di calibrazione della corrente scura (-30DN). Quando la funzione di calibrazione è attiva, utilizza l'immagine di calibrazione della corrente scura (-30DN) meno l'immagine originale in tempo reale, quindi l'immagine sarà più luminosa rispetto all'immagine originale. Se i problemi sopra descritti influiscono sull'utilizzo, possono essere risolti regolando il valore di BlackLevel.
I dati sopra riportati sono il risultato di una frequenza di 300 kHz, AnalogGain X2, DigitalGain X1, stadio TDI 256. A frequenze diverse, il DSNU sull'immagine è diverso, il che richiede un'analisi separata secondo la logica sopra descritta.
4)Quanto dura il DSNU?calibrazioniPrendere
Poiché la calibrazione DSNU richiede l'acquisizione di immagini, il tempo di calibrazione è correlato alla frequenza di riga. Maggiore è la frequenza di riga, 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 DSNU PRNU. L'esecuzione di DSNUGenerate o DSNUGenerateAll può essere valutata tramite il codice mostrato nella figura seguente. Se la calibrazione viene corretta sul campione, è possibile valutare se l'immagine è stata ripristinata alla normalità.
5)Come giudicare che il DSNUcalibrazioniha successo
Innanzitutto, è necessario impostare DSNUMode su On e BlackLevel su 0 per verificare se il valore medio di grigio dell'immagine rientra nell'intervallo corretto. Il valore medio di grigio corretto dovrebbe essere 6 per 8 bit, 25 per 10 bit e 100 per 12 bit. In secondo luogo, possiamo confrontare l'uniformità dell'immagine in direzione orizzontale, acquisendo le immagini con DSNUMode impostato su Off e su On rispettivamente, e confrontando l'uniformità dell'immagine in direzione orizzontale con ImageJ. Se l'uniformità è significativamente migliore, la calibrazione DSNU è riuscita e i parametri di gruppo possono essere salvati nella fotocamera tramite DSNU Save.
6)Perché il DSNUcalibrazioniL'effetto è cambiato dopo aver modificato il guadagno analogico o la profondità di bit.
Poiché i parametri di calibrazione DSNU con diversa profondità di bit e diversi guadagni analogici vengono salvati separatamente, i corrispondenti parametri DSNU vengono 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 diversa profondità di bit o a un diverso guadagno analogico, si consiglia di passare a 10 bit per eseguire DSNUGenerateAll e poi passare a 12 bit per eseguire nuovamente DSNUGenerateAll. Poiché le modalità a 10 bit e 8 bit utilizzano un set di parametri DSNU, non è necessario eseguire la calibrazione a 8 bit separatamente. Dopo la calibrazione, tutta la profondità di bit e il guadagno vengono corretti per facilitare l'utilizzo di telecamere successive con diversa profondità di bit e guadagno analogico.
7)Perché si verifica un'eccezione relativa all'immagine durante l'esecuzione di DSNU?calibrazioni
Poiché il parametro di calibrazione per il calcolo dell'immagine del sensore viene raccolto durante la calibrazione DSNU, l'immagine di output 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)È necessario eseguire un DSNU separatocalibrazioniper 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 di sfondo del campo scuro è troppo grande prima delcalibrazioni
AcquisitionLineRate è impostato su 300 kHz, TDIStagesP1 su 256, AnalogGain su X2, i valori di sfondo del campo scuro sono teoricamente 8 bit su 20, 10 bit su 80 e 12 bit su 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 ragioni storiche, le versioni precedenti al 29/04 potrebbero presentare valori di sfondo elevati. Il test specifico riguarda la versione 2901211203, con uno sfondo dark field a 12 bit di circa 170 DN.
Per verificare se vi è una perdita di luce, si consiglia di coprire il coperchio e confrontare la tonalità di grigio per vedere se cambia. Se la differenza c'è, significa che c'è una perdita di luce.
10)È necessario impostare la modalità DSNU su Off quando si esegue il DSNUcalibrazioni
La modalità DSNU deve essere disattivata quando si verifica una perdita di luce e si controlla se il valore di sfondo prima della calibrazione del campo scuro è normale; lo stato della modalità DSNU non viene modificato prima del comando DSNUGenerate o DSNUGenerateAll.
11)UserSet influisce sui parametri di calibrazione di DSNU?
No, solo DSNUGenerateAll e DSNUSave sovrascriveranno i parametri di calibrazione DSNU salvati all'interno della fotocamera.
2. Calibrazione PRNU
(1)Perché PRNU (Photo-Response Non-Uniformità)calibrazioni?
La calibrazione PRNU è una tecnica di calibrazione per sensori di immagine utilizzata per rimuovere il rumore e gli artefatti introdotti nelle immagini a causa della risposta eterogenea del sensore. Il PRNU nel sensore di immagine è dovuto al processo di fabbricazione e alla nodalità del materiale, che portano a differenze nella risposta dei diversi pixel 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 acquisisce una serie di immagini grezze in condizioni di illuminazione uniforme e a metà luminosità, preferibilmente utilizzando una luce uniforme, per garantire che non vi siano altri effetti complessi nell'immagine di calibrazione.
2) Media di più immagini: trova un'immagine media da un insieme di immagini.
3) Determinare il valore di grigio target: è possibile calcolare la media dei valori dell'immagine acquisita come valore di grigio target, oppure inserire manualmente il valore di grigio target.
4) Immagine di calibrazione PRNU: l'immagine corretta viene calcolata dividendo il valore di grigio target per il valore medio dell'immagine.
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 ripresa 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 risulta evidente che l'immagine corretta in direzione orizzontale presenta un miglioramento significativo rispetto all'uniformità dell'immagine prima della calibrazione.
Curva dei valori di grigio in campo aperto non corretta
Curva dei valori di grigio in campo aperto dopo la calibrazione PRNU
(4)Il PRUNcalibrazionifare un passo
1) Impostare FanOperationMode su Temperature e impostare TECOperationMode su Temperature.
2) Impostare la temperatura CoolOperationTemperature sulla temperatura di esercizio effettiva.
3) Attendere che la temperatura del sensore si stabilizzi. (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 la modalità operativa 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 una sfera integrale di luce uniforme. La calibrazione è ottimale. Regolare la luminosità della sorgente luminosa fino a quando l'immagine non raggiunge uno stato di semi-saturazione. Assicurarsi che tutti i 9.072 pixel siano il più possibile semi-saturati. Se l'uso dell'anello di trasferimento causa la sensibilità dell'immagine su entrambi i lati, può risultare in valori target calcolati automaticamente bassi. L'ultimo fenomeno è che il valore medio di grigio dell'immagine diminuisce significativamente dopo l'apertura del PRNU. In tal caso, è necessario aggiornare la versione del firmware alla 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 PRNUGenerate camera per avviare la calibrazione PRNU, il tempo richiesto è correlato a set AcquisitionLineRate, impostare PRNUMode su On, confrontare l'uniformità della direzione orizzontale dell'immagine prima e dopo la calibrazione, se l'uniformità è significativamente migliore, ciò dimostra che la calibrazione PRNU è efficace.
15) Se si determina che la calibrazione PRNU è valida, è possibile eseguire PRNUSave; in tal caso, i dati corretti di questo momento verranno associati al selettore PRNU attualmente selezionato e memorizzati nella memoria non volatile della telecamera. In caso di interruzione di corrente, i dati di calibrazione memorizzati non andranno persi e verranno caricati automaticamente al successivo cambio del selettore PRNU.
(5)PRNUcalibrazioniFAQ
1)Ruolo di PRNULoad
Quando si utilizza PRNUGenerate, la calibrazione non viene salvata direttamente nella memoria volatile, ma nella DDR. L'alimentazione verrà persa direttamente. Se i risultati della calibrazione PRNUGenerate non sono soddisfacenti, è necessario ricaricare la cronologia memorizzata nei parametri di calibrazione PRNU della telecamera. In questo caso, è possibile fare clic su PRNULoad. La fase memorizzata prima del caricamento dei dati di calibrazione della telecamera.
2)Ruolo di TargetLevelAUTO
Il PRNU è disponibile in modalità manuale (impostazione manuale del valore target corretto tramite il parametro PRNUtargetLevel) e in modalità automatica (la telecamera utilizza il valore medio di grigio dell'immagine corretta come valore target per la calibrazione PRNU). Il range di PRNUtargetLevel va da 0 a 255, a 10 bit e a 12 bit.
3)Perché si verifica un'eccezione relativa all'immagine durante l'esecuzione di PRNU?calibrazioni
Poiché il parametro di calibrazione per il calcolo dell'immagine del sensore viene raccolto durante la calibrazione PRNU, l'immagine di output risulterà anomala, il che è un fenomeno normale e tornerà automaticamente alla normalità dopo la calibrazione. Pertanto, è necessario attendere la fine della calibrazione PRNU prima di procedere con l'acquisizione dell'immagine.
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 utilizzando 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, la sua efficacia può essere valutata osservando se l'immagine è tornata alla normalità.
5)Role del PRNUFactoryReset
Prima di lasciare la fabbrica, creeremo 5 set di parametri PRNU predefiniti sotto la sfera di integrazione. Se durante l'utilizzo da parte dell'utente vengono memorizzati accidentalmente 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 vengono corretti in fabbrica. Le condizioni di calibrazione sono luce uniforme a metà, frequenza di campionamento = 18000 Hz, profondità di bit e guadagno analogico sono 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 PRNUcalibrazioni
Quando si regola l'immagine a metà della somma completa, è necessario impostare la modalità PRNU su Off prima del comando PRNUGenerate.
7)Il PRNUcalibrazioniviene realizzato dopo il DSNUcalibrazionie la funzione DSNU è attivata
Poiché l'algoritmo PRNU all'interno della telecamera viene eseguito dopo l'algoritmo DSNU, la calibrazione richiede prima la correzione del DSNU e poi del PRNU, dopodiché viene attivata la funzione DSNU.
8)UserSet Se influisce sul PRNUcalibrazioniparametri
No, solo PRNUFactoryReset e PRNUSave sovrascriveranno i parametri di calibrazione PRNU salvati all'interno della fotocamera.
3.LUT
(1)Cos'è LUT?
La conversione della tabella di ricerca (LUT, Lookup Table) è la funzione di elaborazione delle immagini di base, in grado di evidenziare i dettagli, inclusi quelli pesanti.
Per quanto riguarda le informazioni. Queste funzioni includono equalizzazione dell'istogramma, calibrazione gamma, calibrazione logaritmica, calibrazione esponenziale, immagine di output
Il valore di grigio dell'immagine originale viene sovrapposto all'immagine originale. L'utente imposta il valore corrispondente in base alla situazione applicativa.
(2)Impostazione del metodo della LUT
L'impostazione della LUT richiede i software UptadeTool e Samplepro; l'interfaccia del software è mostrata di seguito.
Interfaccia di UpdateTool
Gamma: la corrispondente curva INPUT-OUTPUT può essere visualizzata dopo aver inserito il valore.
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 fotocamera.
UpLoad: Legge la curva LUT configurata dalla fotocamera.
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, modificabile e salvabile manualmente, intervallo 0~4095.
LUTSave: Salva la curva modificata.
LUTLoad: Carica la curva LUT.
(3)La fase di configurazione della LUT
1) Configurazione della curva LUT: Impostare la curva LUT di ingresso-uscita effettivamente richiesta. Solitamente ci sono due modi per farlo:
Impostando il valore Gamma e richiamando la corrispondente curva Gamma, è possibile utilizzare il mouse per effettuare regolazioni precise della curva Gamma.
Salva il file LUT predefinito con Gamma = 1, modifica manualmente la relazione tra i valori di grigio e poi carica il file nella fotocamera.
2) Funzione LUT abilitata: selezionare LUTEnable nel software della fotocamera.
