2012年2月25日DSNU キャリブレーション、PRNU キャリブレーション、LUT を実行するにはどうすればよいでしょうか?
1. DSNUキャリブレーション
（1）DSNU（暗信号不均一性）がなぜ較正
センサーには、完全に暗い状況下でも暗電流が存在します。これらの暗電流は、製造工程におけるわずかな差異によりセンサー表面に不均一な分布を形成するため、DSNUキャリブレーションによる画像の背景の均一なキャリブレーションが必要となります。
（2）DSNU較正方法
1) データ取得: まず、カメラは完全な暗闇の中で一連の暗視野画像を収集する必要があります。
2) 平均: 取得した暗視野画像を位相平均して平均暗視野画像を取得します。
3) 一般的なキャリブレーション画像: 参照画像 (すべて 0 またはすべて 100 など) を減算して、暗視野キャリブレーション画像を生成します。
4) 保存キャリブレーション画像: 結果として得られた暗視野キャリブレーション画像はカメラ内部の不揮発性メモリに保存され、後続の暗視野キャリブレーションアルゴリズムへの入力として機能します。
5) アプリケーションのキャリブレーション: 実際の画像を撮影するときに、カメラは補正された画像を減算して、センサーの暗電流の不均一性を排除します。
（３）DSNU補正前後の比較
次の 2 つのグラフから、水平方向の補正された画像は、キャリブレーション前の画像均一性に比べて大幅に改善されていることがわかります。
補正されていない暗視野水平グレー値曲線
DSNUキャリブレーション後の暗視野水平グレー値曲線
（4）DSNU較正手順
1) FanOperationMode が Temperature に設定され、TECOperationMode が Temperature に設定されます。
2) CoolOperationTemperature 温度を実際の動作温度に設定します。
3) センサーの温度が安定するまで待ちます。(DeviceControl / SensorTemperature)
4) BinningHorizontal と BinningVertical を X1 に設定します。
5) TriggerMode をオフに設定します。
6) LUTEnalbeをオフに設定します。
7) DSNUMode をオフに設定します。
8) PRNUMode をオフに設定します。
9) TestPatternをオフに設定します。
10) OperationMode を TDI に設定します。
11) BlackLevel を 0 に設定します。
12) 実際の操作では、AcquisitionLineRate、TDIStagesP1、AnalogGain、PixelFormat をパラメータとして設定します。
13) レンズカバーを覆います。レンズカバーを覆うのが不便な場合は、平均グレーレベル値を確認できます。AcquisitionLineRate が 80000Hz、TDIStagesP1 が 256、AnalogGain が X2、PixelFormat が 8bit の場合、上記のパラメータを設定した後の平均グレーレベル値は約 20 になるはずです。20 を超える場合は光漏れがあるため、カバーを覆うことをお勧めします。
14) Liveが描画を開始すると、DSNUGenerateカメラがDSNUキャリブレーションを開始します。所要時間はAcquisitionLineRateの設定に依存します。DSNUModeをオンにし、画像の平均グレー値を観察します。理論上、8bitの平均グレー値は6、10bitは25、12bitは100です。平均グレー値と理論値の差からDSNUキャリブレーションに誤りがあることが判明した場合は、操作手順が正しいかどうかを確認してください。
15) DSNUキャリブレーションが有効であると判断された場合、DSNUSaveを実行できます。修正されたデータは、現在のPixelFormatとAnalogGainにバインドされ、カメラの不揮発性メモリに保存されます。電源が切れてもデータは失われません。次回からは、保存されたキャリブレーションデータがPixelFormatとAnalogGainの組み合わせで自動的に読み込まれます。
16) DSNUGenerateAllを選択した場合、フェーズはAnalogGainをX2からX8に自動的に切り替え、各シミュレーションゲインでDSNUを1回実行し、各キャリブレーション後にカメラの不揮発性メモリに自動的に保存します。これにより、以前のキャリブレーションデータが上書きされるため、キャリブレーション前に以前のDSNUキャリブレーションデータを上書きできるかどうかを確認する必要があります。DSNUGenerateAllでは、現在設定されているPixelFormatのみが実行されます。他のPixelFormatパラメータでDSNUキャリブレーションを実行する必要がある場合は、実際のPixelFormatパラメータに切り替えてからDSNUGenerateAllを実行してください。
（5）DSNU較正よくある質問
1)DSNULoadの役割
DSNUGenerate キャリブレーションを使用すると、揮発性メモリに直接保存されず、DDR に保存され、電源が直接失われます。DSNUGenerate キャリブレーションの結果が満足できない場合は、カメラに保存されている DSNU キャリブレーション パラメータの履歴を再ロードする必要があります。その後、DSNULoad をクリックして、カメラ キャリブレーション データをロードする前に保存することができます。
2)なぜ違うのかライン周波数、アナログゲイン、TDIステージDSNUを実行するには、ビット深度、温度を考慮する必要がある較正別途
センサーの暗電流、ライン周波数の違い、アナログゲイン、TDIステージ、ビット深度、温度背景データなどの要因により、工場出荷時にすべてのシーンを補正してカメラに保存することはできません。そのため、お客様がご自身の機器の使用条件に合わせて補正することをお勧めします。以下のデータは、AnalogGain X2、DigitalGain X1、TDIステージ256の設定で、暗視野画像の平均グレー値をそれぞれ1Kと300Kに設定した場合です。異なるライン周波数における暗視野画像の平均グレー値は大きく異なります。データの観点から見ると、DSNUキャリブレーションはライン周波数ごとに個別に行う必要があることがわかります。
| ライン周波数 | 8ビット | 10ビット | 12ビット |
| 30万 | 20 | 80 | 70 |
| 1K | 31 | 108 | 150 |
3)なぜ8ビット、10ビットのオープンDSNU補正画像が飽和しないのか、12ビットオープンDSNU後の画像の平均グレー値が増加するのか
8ビットでは、DSNUキャリブレーションは平均暗視野画像（20DN）から参照画像（6DN）を減算し、暗電流キャリブレーション画像（14DN）を生成します。キャリブレーション機能がオンになっている場合、暗電流キャリブレーション画像（14DN）は元画像からリアルタイムで減算されるため、画像は元画像に対して暗くなり、飽和することはありません。これは10ビットの場合と同じです。
12bitの場合、DSNUキャリブレーションは平均暗視野画像（70DN）から参照画像（100DN）を差し引いて暗電流キャリブレーション画像（-30DN）を生成します。キャリブレーション機能をオンにすると、暗電流キャリブレーション画像（-30DN）から原画像を差し引いた画像がリアルタイムで生成されるため、原画像と比較して画像が明るくなります。上記の問題が使用に影響する場合は、BlackLevelの値を調整することで解決できます。
上記のデータは、周波数 300K、AnalogGain X2、DigitalGain X1、TDI ステージ 256 の結果です。異なるラインの周波数では、画像上の DSNU が異なり、上記のロジックに従って個別に分析する必要があります。
4)DSNUはどのくらいの期間較正取る
DSNUキャリブレーションには画像取得が必要となるため、キャリブレーション時間はライン周波数と相関関係にあります。ライン周波数が高いほどキャリブレーションは高速化し、所要時間は短くなります。理論的なキャリブレーション時間は、DSNU PRNU生成時間計算表で計算できます。DSNUGenerateまたはDSNUGenerateAllは、下図に示すコードで判断できます。サンプル上で修正された場合、画像が正常に復元されるかどうかを観察することでキャリブレーションが成功したかどうかを判断できます。
5)DSNUが較正成功している
まず、DSNUModeをOn、BlackLevelを0に設定して、画像の平均グレー値が適切な範囲内にあるかどうかを確認します。適切な平均グレー値は、8bitが6、10bitが25、12bitが100です。次に、画像の水平方向の均一性を比較します。DSNUModeをOffとOnにそれぞれ設定した画像を収集し、ImageJで水平方向の画像均一性を比較します。均一性が大幅に改善されていれば、DSNUキャリブレーションは成功であり、DSNU Saveを使用してグループパラメータをカメラに保存できます。
6)DSNUの理由較正アナログゲインまたはビット深度を切り替えた後に効果が変化した
異なるビット深度および異なるアナログゲインのDSNUキャリブレーションパラメータは個別に保存されるため、ビット深度またはアナログゲインを切り替える際に、DSNULoadコマンドを実行しなくても、対応するDSNUパラメータが自動的にロードされます。したがって、異なるビット深度またはアナログゲインに切り替える必要がある場合は、10ビットに切り替えてDSNUGenerateAllを実行し、次に12ビットに切り替えてDSNUGenerateAllを実行することをお勧めします。10ビットモードと8ビットモードではDSNUパラメータセットが使用されるため、8ビットモードを個別に実行する必要はありません。キャリブレーション後、すべてのビット深度とゲインが補正されるため、後続のカメラを異なるビット深度およびアナログゲインで使用しやすくなります。
7)DSNU を実行するときにイメージ例外が発生する理由較正
DSNUキャリブレーション中にセンサーの画像演算キャリブレーションパラメータが収集されるため、出力画像に異常が発生しますが、これは正常な現象であり、キャリブレーション後に自動的に正常に戻ります。そのため、画像を取得する前にDSNUキャリブレーションを待つ必要があります。
8)別途DSNUを行う必要がありますか？較正異なる方向ですか?
いいえ。キャリブレーション コマンドが実行されると、カメラは自動的に両方向を補正し、方向が切り替わると位相によってその方向の DSNU キャリブレーション パラメータが自動的にロードされます。
9）暗視野背景値がなぜ大きすぎるのか較正
AcquisitionLineRate は 300 kHz、TDIStagesP1 は 256、AnalogGain は X2、暗視野背景値は理論的には 8bit から 20、10bit から 80、12bit から 70 に設定されています。基本値が間違っている場合は、DSNUMode が Off、BlackLevel が 0、PRNU が Off、DigitalGain が X1、LUTEnalbe が Off、OperationMode が TDI に設定されているかどうかを確認する必要があります。
ファームウェアのバージョンを確認してください。過去の経緯により、29/04以前のバージョンでは背景値が大きい可能性があります。具体的なテストはバージョン2901211203で、12ビット暗視野背景は約170DNです。
光漏れがあるかどうかを確認するには、蓋をしてグレー値に差があるかどうかを比較することをお勧めします。差があれば、光漏れが発生しています。
10）DSNUを実行するときにDSNUモードをオフに設定する必要がありますか？較正
光漏れがあるかどうか、および暗視野キャリブレーション前の背景値が正常かどうかを判断するときは、DSNU モードをオフに設定する必要があります。また、DSNUGenerate コマンドまたは DSNUGenerateAll コマンドの前に DSNU モードの状態が影響を受けることはありません。
11）UserSet は DSNU キャリブレーション パラメータに影響しますか?
いいえ、DSNUGenerateAll と DSNUSave のみが、カメラ内部に保存されている DSNU キャリブレーション パラメータを上書きします。
2. PRNUキャリブレーション
（1）PRNU（光応答不均一性）の理由較正?
PRNUキャリブレーションは、イメージセンサーの不均一な応答によって画像に生じるノイズやアーティファクトを除去するためのキャリブレーション手法です。イメージセンサーのPRNUは、製造プロセスと材料の結節性に起因し、同じ光条件下でも異なるピクセルの応答に差異が生じます。この差異は、画像に背景ノイズ、斑点、縞模様、その他の問題として現れることがあります。
（2）PRNUキャリブレーション 方法
1) キャリブレーション画像の取得: カメラは、キャリブレーション画像に他の複雑な影響がないことを確認するために、できれば均一な光を使用して、半分明るい均一な光の下で生の画像のセットを収集します。
2) 複数の画像の平均化: 画像セットから平均画像を見つけます。
3) ターゲット グレー値を決定します。収集した画像を平均してターゲット グレー値とすることも、ターゲット グレー値を手動で入力することもできます。
4) PRNU キャリブレーション画像: ターゲットグレー/平均画像によって補正画像が計算されます。
5) PRNU キャリブレーション画像の保存: 生成された PRNU キャリブレーション画像は、後期暗視野キャリブレーション アルゴリズムへの入力として、カメラ内部の不揮発性メモリに保存されます。
6) アプリケーションキャリブレーション: 実際の画像を撮影する際、カメラで撮影された各画像に PRNU キャリブレーション画像を掛けて、センサーの光学応答の均一性を排除します。
（3）PRNUキャリブレーション前後の比較
次の 2 つのグラフから、水平方向の補正画像は、キャリブレーション前の画像均一性に比べて大幅に改善されていることがわかります。
補正されていないオープンフィールドグレー値曲線
PRNUキャリブレーション後のオープンフィールドグレー値曲線
（4）PRUN較正ステップ
1) FanOperationMode を Temperature に設定し、TECOperationMode を Temperature に設定します。
2) CoolOperationTemperature 温度を実際の動作温度に設定します。
3) センサーの温度が安定するまで待ちます。(DeviceControl / SensorTemperature)
4) BinningHorizontal と BinningVertical を X1 に設定します。
5) TriggerMode をオフに設定します。
6) LUTEnalbeをオフに設定します。
7) DSNUMode をオンに設定します。
8) PRNUMode をオフに設定します。
9) TestPatternをオフに設定します。
10) OperationMode を TDI に設定します。
11) BlackLevel を 0 に設定します。
12) 実際の操作では、AcquisitionLineRate、TDIStagesP1、AnalogGain、PixelFormat をパラメータとして設定します。
13) カメラを均一な光の下に置きます。均一な光の積分球を使用することをお勧めします。キャリブレーションが最適です。画像が半飽和状態に達するまで、光源の明るさを調整します。9,072 ピクセル全体が可能な限り半飽和になるように注意してください。転送リングを使用すると、両側の画像が画像に敏感になり、自動的に計算されたターゲット値が低くなる可能性があります。最後の現象は、PRNU を開いた後に画像の平均グレー値が大幅に減少することです。その後、ファームウェア バージョンを 2904230720 以降に更新する必要があります。このバージョンでは、3520 ピクセルのオフセット後の 2048 ピクセルの平均がターゲット値として使用されるため、自動ターゲット値を使用して、中央の 2048 ピクセルが露出状態になるようにする必要があります。
14) Live の描画開始を実装し、PRNUGenerate カメラを実行して PRNU キャリブレーションを開始します。必要な時間は設定された AcquisitionLineRate に関連し、PRNUMode を On に設定し、キャリブレーション前後の画像の水平方向の均一性を比較します。均一性が大幅に向上している場合は、PRNU キャリブレーションが有効であることを示します。
15）PRNUキャリブレーションが有効であると判断された場合、PRNUSaveを実行できます。すると、今回補正されたデータは現在選択されているPRNUセレクタにバインドされ、カメラの不揮発性メモリに保存されます。電源が切れても失われず、保存されたキャリブレーションデータは次回のPRNUセレクタスイッチで自動的に読み込まれます。
（5）PRNU較正よくある質問
1)の役割 PRNUロード
PRNUGenerate キャリブレーションを使用すると、揮発性メモリに直接保存されず、DDR に保存され、電源が直接失われます。PRNUGenerate キャリブレーションの結果が満足できない場合は、カメラに保存されている PRNU キャリブレーション パラメータの履歴を再ロードする必要があります。このとき、PRNULoad をクリックすると、カメラ キャリブレーション データをロードする前に保存されたフェーズを再ロードできます。
2)の役割 ターゲットレベルAUTO
PRNUは、手動モード（PRNUTargetLevelパラメータを用いて補正目標値を手動で設定する）と自動PRNUモード（カメラが補正画像の平均グレー値をPRNUキャリブレーションの目標値として取得する）の2つのモードがあります。PRNUTargetLevelの範囲は0～255、10ビットと12ビットです。
3)PRNU を実行するときにイメージ例外が発生する理由較正
PRNUキャリブレーション中にセンサーの画像演算キャリブレーションパラメータが収集されるため、出力画像に異常が発生しますが、これは正常な現象であり、キャリブレーション後に自動的に正常に戻ります。そのため、PRNUキャリブレーション後は画像取得を待機する必要があります。
4)PRNUGenerateにはどれくらい時間がかかりますか
PRNUキャリブレーションには画像取得が必要となるため、キャリブレーション時間はライン周波数と相関関係にあります。ライン周波数が高いほどキャリブレーションは高速化し、所要時間は短くなります。理論的なキャリブレーション時間は、DSNU PRNU生成時間計算表で計算できます。PRNUGenerateは、下図に示すコードに従って判断できます。サンプル上でキャリブレーションを行った場合、画像が正常に復元されるかどうかを観察することでキャリブレーションの成功を判断できます。
5)RPRNUFactoryResetのole
工場出荷前に、インテグレーションボールの下に5セットのデフォルトPRNUパラメータが作成されます。ユーザーの使用中に誤ったPRNUパラメータがPRNU 0～PRNU 4に保存された場合、このコマンドを実行することで、5セットのデフォルトPRNUパラメータをPRNU 0～PRNU 4にコピーできます。
5台のカメラのPRNUはすべて工場で補正済みです。キャリブレーション条件は、半照度、均一光、移動周波数18000Hz、ビット深度とアナログゲインがそれぞれ異なるというものです。具体的なパラメータは以下のとおりです。
PRNU0=12ビット-アナログゲイン×2
PRNU1=12ビット-アナログゲイン×8
PRNU2=10ビット-アナログゲイン×2
PRNU3=10ビット-アナログゲイン×8
PRNU4=10ビット-アナログゲイン×8
6)PRNUを実行するときにPRNUモードをオフに設定する必要がありますか？較正
画像を半分の合計に調整する場合は、PRNUGenerate コマンドの前に PRNU モードをオフに設定する必要があります。
7)PRNU較正DSNUの後に作られる較正DSNU機能がオンになっている
カメラ内部の PRNU アルゴリズムは DSNU アルゴリズムの後にあるため、キャリブレーションではまず DSNU を修正し、次に PRNU を修正してから、DSNU 機能をオンにする必要があります。
8)UserSet PRNUに影響を与えるかどうか較正パラメータ
いいえ、PRNUFactoryReset と PRNUSave のみが、カメラ内部に保存されている PRNU キャリブレーション パラメータを上書きします。
3.LUT
（1）LUTとは
ルックアップテーブル（ルックアップテーブル、LUT）変換は基本的な画像処理機能であり、重い部分を含む細部を強調することができます。
情報へ。これらの機能には、ヒストグラム均等化、ガンマ補正、対数補正、指数補正が含まれます。出力画像
元画像のグレー値を元画像に対して画像化します。ユーザーは、アプリケーションの状況に応じて対応する値を設定します。
（2）LUTのメソッドの設定
LUT 設定には UptadeTool と Samplepro ソフトウェアが必要です。ソフトウェア インターフェイスを以下に示します。
UptadeTool インターフェース
ガンマ: 値を入力すると、対応する INPUT-OUTPUT 曲線を呼び出すことができます。
適用: 現在のガンマ値に対応する LUT カーブを適用します。
デフォルト: デフォルトがガンマ = 1 の場合、LUT 曲線の状態を復元します。
ファイルを保存: 現在の LUT カーブを指定されたファイル パスに保存します。
ファイルのロード: 保存された LUT カーブ ファイルをロードします。
ダウンロード: カメラに現在適用されている LUT カーブを設定します。
UpLoad: 設定された LUT カーブをカメラから読み取ります。
サンプルプロソフトウェア
LUTEnable: LUT コントロール スイッチ。デフォルトでは開いていません。
LUTIndex: 入力値、適用された曲線に対応する出力値は入力後に自動的に読み込まれます。範囲は 0 ～ 4095 です。
LUTValue: 入力 LUTIndex 値に応じてロードされる OUTPUT 値は手動で変更して保存でき、範囲は 0 ～ 4095 です。
LUTSave: 変更した曲線を保存します。
LUTLoad: LUT カーブをロードします。
（3）LUT設定手順
1) LUTカーブの設定：実際に必要な入出力LUTカーブを設定します。通常は以下の2つの方法があります。
l ガンマ値を設定し、対応するガンマ曲線を呼び出すことで、マウスを使用してガンマ曲線を微調整することもできます。
l デフォルトの LUT ファイルをガンマ = 1 で保存し、グレー値の画像関係を手動で変更してから、ファイルをカメラに読み込みます。
2) LUT 機能の有効化: カメラ ソフトウェアで LUTEnable にチェックを入れます。
