25.02.12Jak wykonać kalibrację DSNU, kalibrację PRNU, LUT?
1. Kalibracja DSNU
(1)Dlaczego DSNU (nierównomierność sygnału ciemnego)kalibrowanie
W czujniku występuje pewien prąd ciemny, nawet w warunkach całkowitej ciemności. Prądy te tworzą nierównomierny rozkład na powierzchni czujnika ze względu na drobne różnice w procesie produkcyjnym, co wymaga równomiernej kalibracji tła obrazu za pomocą kalibracji DSNU.
(2)DSNUkalibrowanieMetody
1) Zbieranie danych: Najpierw kamera musi zebrać zestaw obrazów ciemnego pola w całkowitej ciemności.
2) Uśrednianie: Uśrednianie fazowe pozyskanego obrazu ciemnego pola w celu uzyskania uśrednionego obrazu ciemnego pola.
3) Ogólny obraz kalibracyjny: odejmij obraz referencyjny (same 0 lub same 100 itd.), aby wygenerować obraz kalibracyjny ciemnego pola.
4) Obraz kalibracji pamięci: Uzyskany obraz kalibracji ciemnego pola jest przechowywany w pamięci trwałej wewnątrz aparatu i służy jako dane wejściowe dla algorytmu późnej kalibracji ciemnego pola.
5) Kalibracja aplikacji: Podczas wykonywania rzeczywistego obrazu aparat odejmuje skorygowany obraz, aby wyeliminować nierówność prądu ciemnego czujnika.
(3) DSNU skorygowane przed i po porównaniu
Z poniższych dwóch wykresów wynika, że skorygowany obraz w kierunku poziomym wykazuje znaczną poprawę w porównaniu do jednorodności obrazu przed kalibracją.
Niekorygowana pozioma krzywa wartości szarości w ciemnym polu
Krzywa wartości szarości poziomej w ciemnym polu po kalibracji DSNU
(4)DSNUkalibrowaniekroki
1) FanOperationMode ustawiony na Temperature, a TECOperationMode ustawiony jest na Temperature.
2) Ustaw temperaturę CoolOperationTemperature na rzeczywistą temperaturę roboczą.
3) Poczekaj, aż temperatura czujnika się ustabilizuje. (DeviceControl/SensorTemperature)
4) Ustaw BinningHorizontal i BinningVertical na X1.
5) Ustaw TriggerMode na Wył.
6) Ustaw LUTEnalbe na Wył.
7) Ustaw opcję DSNUMode na Wyłączone.
8) Ustaw PRNUMode na Wył.
9) Ustaw opcję TestPattern na Wyłączone.
10) Ustaw OperationMode na TDI.
11) Ustaw BlackLevel na 0.
12) Ustaw AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain i PixelFormat jako parametry podczas rzeczywistej pracy.
13) Zakryj pokrywę obiektywu. Jeśli nie jest to wygodne, możesz sprawdzić, czy średnia wartość poziomu szarości, gdy AcquisitionLineRate wynosi 80000 Hz, TDIStagesP1 wynosi 256, AnalogGain wynosi X2, PixelFormat wynosi 8 bitów, a ustawiona średnia wartość poziomu szarości po ustawieniu powyższych parametrów powinna wynosić około 20. Jeśli wartość jest większa niż 20, występuje wyciek światła, naszym zaleceniem jest zakrycie pokrywy.
14) Na żywo rozpoczyna się rysowanie, kamera DSNUGenerate rozpoczyna kalibrację DSNU. Wymagany czas zależy od ustawienia AcquisitionLineRate. Ustaw DSNUMode na On i obserwuj średnią wartość szarości obrazu. Teoretycznie średnia wartość szarości dla 8 bitów wynosi 6, dla 10 bitów – 25, a dla 12 bitów – 100. Jeśli różnica między średnią wartością szarości a wartością teoretyczną wskazuje na błędną kalibrację DSNU, sprawdź, czy procedura jest poprawna.
15) Jeśli kalibracja DSNU zostanie uznana za prawidłową, można wykonać operację DSNUSave. Skorygowane dane zostaną powiązane z bieżącym formatem pikseli i wzmocnieniem analogowym (AnalogGain) i zapisane w pamięci nieulotnej kamery. Utrata zasilania nie zostanie utracona. Następnym razem zapisane dane kalibracyjne zostaną automatycznie załadowane w połączeniu z formatem pikseli i wzmocnieniem analogowym (AnalogGain).
16) Jeśli wybrano opcję DSNUGenerateAll, faza automatycznie przełącza AnalogGain z X2 na X8, wykonuje DSNU raz dla każdego wzmocnienia symulacji i automatycznie zapisuje do pamięci nieulotnej kamery po każdej kalibracji, co nadpisuje poprzednie dane kalibracyjne. Dlatego przed kalibracją należy ustalić, czy poprzednie dane kalibracyjne DSNU można nadpisać. DSNUGenerateAll Wykonasz tylko aktualnie skonfigurowany PixelFormat. Jeśli musisz przeprowadzić kalibrację DSNU z innymi parametrami PixelFormat, musisz przełączyć się na rzeczywisty parametr PixelFormat, a następnie wykonać DSNUGenerateAll.
(5)DSNUkalibrowanieCzęsto zadawane pytania
1)Rola DSNULoad
Podczas korzystania z funkcji DSNUGenerate kalibracja nie jest zapisywana bezpośrednio w pamięci ulotnej, lecz w pamięci DDR, co powoduje bezpośrednią utratę energii. Jeśli wyniki kalibracji funkcji DSNUGenerate nie są zadowalające, należy ponownie wczytać historię zapisaną w parametrach kalibracji DSNU kamery, a następnie kliknąć opcję DSNULoad, aby zapisać dane przed wczytaniem danych kalibracyjnych kamery.
2)Dlaczego inaczejliniaczęstotliwość, wzmocnienie analogowe,Etap TDI, głębokość bitowa i temperatura muszą być wykonane, aby wykonać DSNUkalibrowanieosobno
Ze względu na prąd ciemny czujnika, różną częstotliwość linii, wzmocnienie analogowe, stopień TDI, głębię bitową i dane tła temperatury, nie jesteśmy w stanie skorygować wszystkich scen w fabryce i zapisać ich w kamerze. Dlatego zaleca się, aby klienci korygowali je w warunkach użytkowania własnego sprzętu. Poniższe dane pochodzą z konfiguracji AnalogGain X2, DigitalGain X1 i stopnia TDI 256 i ustawiają średnią wartość szarości obrazu ciemnego pola odpowiednio na 1K i 300K. Średnia wartość szarości ciemnego pola przy różnych częstotliwościach linii znacznie się różni. Dane te dodatkowo wskazują, że kalibracja DSNU powinna być przeprowadzona oddzielnie dla częstotliwości linii.
| częstotliwość linii | 8-bitowy | 10 bitów | 12-bitowy |
| 300 tys. | 20 | 80 | 70 |
| 1K | 31 | 108 | 150 |
3)Dlaczego obraz skorygowany 8-bitowym, 10-bitowym otwartym DSNU nie może być nasycony, średnia wartość szarości obrazu po 12-bitowym otwartym DSNU wzrosła
Przy 8 bitach, kalibracja DSNU odejmuje obraz referencyjny (6DN) od uśrednionego obrazu ciemnego pola (20DN), aby wygenerować obraz kalibracji prądu ciemnego (14DN). Po włączeniu funkcji kalibracji, obraz kalibracji prądu ciemnego (14DN) jest odejmowany od obrazu oryginalnego w czasie rzeczywistym, więc obraz będzie ciemny w stosunku do obrazu oryginalnego i nie będzie nasycony, podobnie jak w przypadku 10 bitów.
W trybie 12-bitowym kalibracja DSNU wykorzystuje uśredniony obraz ciemnego pola (70DN) pomniejszony o obraz referencyjny (100DN) do generowania obrazu kalibracji prądu ciemnego (-30DN). Po włączeniu funkcji kalibracji, obraz kalibracji prądu ciemnego (-30DN) pomniejszony o obraz oryginalny jest używany w czasie rzeczywistym, dzięki czemu obraz będzie jaśniejszy w porównaniu z obrazem oryginalnym. Jeśli powyższe problemy wpływają na użytkowanie, można je rozwiązać, dostosowując wartość parametru BlackLevel.
Powyższe dane są wynikiem częstotliwości 300K, AnalogGain X2, DigitalGain X1, stopnia TDI 256. Przy różnych częstotliwościach linii, DSNU na obrazie jest różne, co należy analizować osobno zgodnie z powyższą logiką.
4)Jak długo trwa DSNUkalibrowanieBrać
Ponieważ kalibracja DSNU wymaga akwizycji obrazu, czas kalibracji jest skorelowany z częstotliwością linii. Im wyższa częstotliwość linii, tym szybsza kalibracja i krótszy wymagany czas. Teoretyczny czas kalibracji można obliczyć za pomocą tabeli obliczeń czasu generowania DSNU PRNU. Działanie funkcji DSNUGenerate lub DSNUGenerateAll można ocenić za pomocą kodu pokazanego na poniższym rysunku. Jeśli kalibracja została skorygowana na próbce, można ocenić jej skuteczność, obserwując, czy obraz został przywrócony do normy.
5)Jak ocenić, czy DSNUkalibrowaniejest udany
Najpierw należy ustawić parametr DSNUMode na On, a parametr BlackLevel na 0, aby sprawdzić, czy średnia wartość szarości obrazu mieści się w prawidłowym zakresie. Prawidłowa średnia wartość szarości powinna wynosić 8 bitów dla 6, 10 bitów dla 25 i 12 bitów dla 100. Następnie możemy porównać jednorodność obrazu w poziomie, zebrać obrazy z parametrem DSNUMode ustawionym odpowiednio na Off i On, a następnie porównać jednorodność obrazu w poziomie z programem ImageJ. Jeśli jednorodność jest znacznie lepsza, kalibracja DSNU zakończyła się powodzeniem, a parametry grupy można zapisać w kamerze za pomocą funkcji DSNU Save.
6)Dlaczego DSNUkalibrowanieefekt zmieniony po przełączeniu wzmocnienia analogowego lub głębokości bitowej
Ponieważ parametry kalibracji DSNU o różnej głębokości bitowej i różnych wzmocnieniach analogowych będą zapisywane osobno, odpowiadające im parametry DSNU zostaną automatycznie załadowane bez konieczności wykonywania polecenia DSNULoad podczas zmiany głębokości bitowej lub wzmocnienia analogowego. Dlatego w przypadku konieczności zmiany głębokości bitowej lub wzmocnienia analogowego zaleca się przełączenie na tryb 10-bitowy w celu wykonania funkcji DSNUGenerateAll, a następnie na tryb 12-bitowy w celu wykonania funkcji DSNUGenerateAll. Ponieważ tryby 10-bitowy i 8-bitowy korzystają z zestawu parametrów DSNU, tryb 8-bitowy nie musi być przeprowadzany osobno. Po kalibracji cała głębokość bitowa i wzmocnienie są korygowane, aby ułatwić korzystanie z kolejnych kamer o różnej głębokości bitowej i wzmocnieniu analogowym.
7)Dlaczego występuje wyjątek obrazu podczas wykonywania DSNUkalibrowanie
Ponieważ parametr kalibracji obliczania obrazu czujnika jest zbierany podczas kalibracji DSNU, obraz wyjściowy będzie nieprawidłowy, co jest zjawiskiem normalnym i automatycznie powróci do normy po kalibracji. Dlatego przed akwizycją obrazu należy poczekać na kalibrację DSNU.
8)Czy trzeba zrobić osobne DSNU?kalibrowaniedla różnych kierunków?
Nie, ponieważ kamera automatycznie skoryguje oba kierunki po wykonaniu polecenia kalibracji, a faza automatycznie załaduje parametr kalibracji DSNU w tym kierunku po jego zmianie.
9)Dlaczego wartość tła pola ciemnego jest zbyt duża przedkalibrowanie
AcquisitionLineRate jest ustawione na 300 kHz, TDIStagesP1 na 256, AnalogGain na X2, teoretycznie wartości tła ciemnego pola to 8 bitów na 20, 10 bitów na 80 i 12 bitów na 70. Jeśli wartość bazowa jest nieprawidłowa, należy ustalić, czy DSNUMode jest ustawione na Off, BlackLevel jest ustawione na 0, PRNU jest ustawione na Off, DigitalGain jest ustawione na X1, LUTEnalbe jest ustawione na Off, a OperationMode jest ustawione na TDI.
Określ wersję oprogramowania sprzętowego. Ze względów historycznych wersja sprzed 29.04 może mieć duże wartości tła. Test dotyczy wersji 2901211203, 12-bitowe ciemne pole tła ma około 170DN.
Aby sprawdzić, czy występuje wyciek światła, zaleca się zamknięcie pokrywy i sprawdzenie, czy występuje różnica w wartości szarości. Jeśli występuje różnica, oznacza to wyciek światła.
10)Czy należy ustawić tryb DSNU na Wyłączony podczas wykonywania DSNU?kalibrowanie
Tryb DSNU należy ustawić na Wyłączony, aby ustalić, czy występuje wyciek światła i czy wartość tła przed kalibracją ciemnego pola jest normalna. Stan trybu DSNU nie ulega zmianie przed poleceniem DSNUGenerate lub DSNUGenerateAll.
11)Czy UserSet ma wpływ na parametry kalibracji DSNU?
Nie, tylko funkcje DSNUGenerateAll i DSNUSave zastąpią parametry kalibracji DSNU zapisane w kamerze.
2. Kalibracja PRNU
(1)Dlaczego PRNU (nierównomierność reakcji na światło)kalibrowanie?
Kalibracja PRNU to technika kalibracji matryc obrazu, służąca do usuwania szumów i artefaktów wprowadzanych do obrazów w wyniku niejednorodnej reakcji matrycy. Efekt PRNU w matrycy obrazu wynika z procesu produkcyjnego i węzłowości materiału, co prowadzi do różnic w reakcji różnych pikseli w tych samych warunkach oświetleniowych. Różnica ta może objawiać się szumem tła, plamami, paskami i innymi problemami na obrazie.
(2)Kalibracja PRNU Metody
1) Pozyskiwanie obrazu kalibracyjnego: Kamera zbiera zestaw surowych obrazów przy półpełnym i jednorodnym oświetleniu, najlepiej przy użyciu jednorodnego światła, aby mieć pewność, że na obrazie kalibracyjnym nie występują żadne inne złożone efekty.
2) Uśrednianie wielu obrazów: znalezienie uśrednionego obrazu z zestawu obrazów.
3) Określ docelową wartość szarości: możesz uśrednić zebrany obraz jako docelową wartość szarości lub ręcznie wprowadzić docelową wartość szarości.
4) Obraz kalibracyjny PRNU: Skorygowany obraz jest obliczany na podstawie docelowej szarości/obrazu uśrednionego.
5) Przechowywanie obrazów kalibracyjnych PRNU: Wygenerowane obrazy kalibracyjne PRNU są przechowywane w pamięci trwałej wewnątrz aparatu jako dane wejściowe dla algorytmu kalibracji późnego pola ciemnego.
6) Kalibracja aplikacji: Podczas wykonywania rzeczywistego obrazu, każdy obraz wykonany przez kamerę jest mnożony przez obraz kalibracyjny PRNU w celu wyeliminowania jednorodności odpowiedzi optycznej czujnika.
(3)Kalibracja PRNUporównania przed i po
Z poniższych dwóch wykresów wyraźnie wynika, że skorygowany obraz w kierunku poziomym uległ znacznej poprawie w porównaniu do jednorodności obrazu przed kalibracją.
Niekorygowana krzywa wartości szarości w polu otwartym
Krzywa wartości szarości w otwartym polu po kalibracji PRNU
(4)PRUNkalibrowaniekrok
1) Ustaw FanOperationMode na Temperature i ustaw TECOperationMode na Temperature.
2) Ustaw temperaturę CoolOperationTemperature na rzeczywistą temperaturę roboczą.
3) Poczekaj, aż temperatura czujnika się ustabilizuje. (DeviceControl/SensorTemperature)
4) Ustaw BinningHorizontal i BinningVertical na X1.
5) Ustaw TriggerMode na Wył.
6) Ustaw LUTEnalbe na Wył.
7) Ustaw opcję DSNUMode na Wł.
8) Ustaw PRNUMode na Wył.
9) Ustaw opcję TestPattern na Wyłączone.
10) Ustaw OperationMode na TDI.
11) Ustaw BlackLevel na 0.
12) Ustaw AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain i PixelFormat jako parametry podczas rzeczywistej pracy.
13) Umieść kamerę w równomiernym świetle. Zaleca się użycie integralnej sfery jednolitego światła. Najlepsza jest kalibracja. Dostosuj jasność źródła światła, aż obraz osiągnie stan półnasycenia. Uważaj, aby wszystkie 9072 piksele były jak najbardziej półnasycone. Jeśli użycie pierścienia transferowego spowoduje, że obraz po obu stronach będzie czuły na światło, może to skutkować niskimi automatycznie obliczonymi wartościami docelowymi. Ostatnim zjawiskiem jest to, że średnia wartość szarości obrazu znacznie spada po otwarciu PRNU. Musisz zaktualizować wersję oprogramowania układowego do 2904230720 lub nowszej. Ta wersja używa średniej z 2048 pikseli po przesunięciu 3520 pikseli jako wartości docelowej. Dlatego należy użyć automatycznej wartości docelowej, aby upewnić się, że środkowe 2048 pikseli znajduje się w stanie ekspozycji.
14) Wdrażanie transmisji na żywo, uruchamianie kamery PRNUGenerate w celu rozpoczęcia kalibracji PRNU, wymagany czas jest powiązany z ustawioną wartością AcquisitionLineRate, ustawianie opcji PRNUMode na On, porównanie jednolitości poziomego kierunku obrazu przed i po kalibracji, jeśli jednolitość jest znacznie lepsza, oznacza to, że kalibracja PRNU jest skuteczna.
15) Jeśli kalibracja PRNU zostanie uznana za prawidłową, można wykonać operację PRNUSave. Poprawione dane z tego okresu zostaną powiązane z aktualnie wybranym selektorem PRNU i zapisane w pamięci nieulotnej kamery. Utrata zasilania nie zostanie utracona, a zapisane dane kalibracyjne zostaną automatycznie załadowane do następnego przełącznika selektora PRNU.
(5)PRNUkalibrowanieCzęsto zadawane pytania
1)Rola PRNULoad
Podczas korzystania z funkcji PRNUGenerate kalibracja nie zostanie zapisana bezpośrednio w pamięci ulotnej, lecz w pamięci DDR, co spowoduje bezpośrednią utratę energii. Jeśli wyniki kalibracji funkcji PRNUGenerate nie będą zadowalające, konieczne będzie ponowne wczytanie historii zapisanych w parametrach kalibracji PRNU kamery. W tym momencie można kliknąć opcję PRNULoad, aby zapisać dane kalibracyjne kamery.
2)Rola Poziom docelowy AUTO
PRNU działa w trybie ręcznym (ręczne ustawianie skorygowanej wartości docelowej za pomocą parametru PRNUtargetLevel) oraz automatycznym (kamera przyjmuje skorygowaną średnią wartość szarości obrazu jako wartość docelową do kalibracji PRNU). Zakres PRNUtargetLevel wynosi od 0 do 255, 10 bitów i 12 bitów.
3)Dlaczego występuje wyjątek obrazu podczas wykonywania PRNUkalibrowanie
Ponieważ parametr kalibracji obliczania obrazu czujnika jest zbierany podczas kalibracji PRNU, obraz wyjściowy będzie nieprawidłowy, co jest zjawiskiem normalnym i automatycznie powróci do normy po kalibracji. Dlatego akwizycja obrazu musi zostać wstrzymana po kalibracji PRNU.
4)Jak długo trwa PRNUGenerate
Ponieważ kalibracja PRNU wymaga akwizycji obrazu, czas kalibracji jest skorelowany z częstotliwością linii. Im wyższa częstotliwość linii, tym szybsza kalibracja i krótszy wymagany czas. Teoretyczny czas kalibracji można obliczyć za pomocą tabeli obliczeń czasu generowania PRNU przez DSNU. Generowanie PRNU można ocenić zgodnie z kodem pokazanym na poniższym rysunku. Jeśli kalibracja jest przeprowadzana na próbce, kalibrację można ocenić, obserwując, czy obraz został przywrócony do normy.
5)Role PRNUFactoryReset
Przed opuszczeniem fabryki utworzymy 5 zestawów domyślnych parametrów PRNU pod kulą całkującą. Jeśli podczas użytkowania przez użytkownika w PRNU 0–PRNU 4 zostaną przypadkowo zapisane nieprawidłowe parametry PRNU, możemy skopiować 5 zestawów domyślnych parametrów PRNU do PRNU 0–PRNU 4, wykonując to polecenie.
Wszystkie 5 jednostek PRNU kamer jest korygowanych fabrycznie. Warunki kalibracji to półpełne napełnienie i równomierne światło, częstotliwość przesuwu = 18000 Hz, a głębia bitowa i wzmocnienie analogowe są różne. Szczegółowe parametry są następujące:
PRNU0=12-bitowe wzmocnienie analogowe×2
PRNU1=12-bitowe wzmocnienie analogowe×8
PRNU2=10-bitowe wzmocnienie analogowe×2
PRNU3=10-bitowe wzmocnienie analogowe×8
PRNU4=10-bitowe wzmocnienie analogowe×8
6)Czy należy ustawić tryb PRNU na Wyłączony podczas wykonywania PRNU?kalibrowanie
Podczas dostosowywania obrazu do połowy sumy należy wyłączyć tryb PRNU przed poleceniem PRNUGenerate.
7)PRNUkalibrowaniejest tworzony po DSNUkalibrowaniei funkcja DSNU jest włączona
Ponieważ algorytm PRNU w kamerze następuje po algorytmie DSNU, kalibracja musi najpierw skorygować DSNU, a następnie PRNU, po czym włączana jest funkcja DSNU.
8)UserSet Czy ma to wpływ na PRNUkalibrowanieparametry
Nie, tylko PRNUFactoryReset i PRNUSave zastąpią parametry kalibracji PRNU zapisane w kamerze.
3.LUT
(1)Czym jest LUT
Konwersja tabeli wyszukiwania (tabela wyszukiwania, LUT) jest podstawową funkcją przetwarzania obrazu, która umożliwia podkreślenie szczegółów, w tym dużych
Do informacji. Funkcje te obejmują wyrównanie histogramu, kalibrację gamma, kalibrację logarytmiczną, kalibrację wykładniczą. Obraz wyjściowy
Wartość szarości oryginalnego obrazu jest porównywana z obrazem oryginalnym. Użytkownik ustawia odpowiednią wartość w zależności od sytuacji.
(2)Ustawianie metody LUT
Ustawienia LUT wymagają oprogramowania UptadeTool i Samplepro. Interfejs oprogramowania pokazano poniżej.
Interfejs UptadeTool
Gamma: po wprowadzeniu wartości można wywołać odpowiednią krzywą WEJŚCIA-WYJŚCIA.
Zastosuj: Zastosuj krzywą LUT odpowiadającą bieżącej wartości gamma.
Domyślne: przywróć stan krzywej LUT, gdy wartość domyślna to Gamma = 1.
Zapisz plik: Zapisz bieżącą krzywą LUT w określonej ścieżce pliku.
Załaduj plik: Załaduj zapisany plik krzywej LUT.
Pobierz: Skonfiguruj bieżącą krzywą LUT zastosowaną do kamery.
UpLoad: Odczytaj skonfigurowaną krzywą LUT z kamery.
Oprogramowanie Samplepro
LUTEnable: przełącznik sterowania LUT, domyślnie wyłączony.
LUTIndex: wartość WEJŚCIOWA, wartość wyjściowa odpowiadająca zastosowanej krzywej jest ładowana automatycznie po wprowadzeniu, zakres 0~4095.
LUTValue: Wartość OUTPUT, ładowana zgodnie z wartością wejściową LUTIndex, może być ręcznie modyfikowana i zapisywana, zakres 0~4095.
LUTSave: Zapisz zmodyfikowaną krzywą.
LUTLoad: Ładuje krzywą LUT.
(3)Krok konfiguracji LUT
1) Konfiguracja krzywej LUT: Ustaw wymaganą krzywą LUT wejścia-wyjścia. Zazwyczaj można to zrobić na dwa sposoby:
Ustawiając wartość Gamma i wywołując odpowiednią krzywą Gamma, można również użyć myszy do precyzyjnego dostrojenia krzywej Gamma.
l Zapisz domyślny plik LUT z Gamma = 1, ręcznie zmodyfikuj relację obrazowania wartości szarości, a następnie załaduj plik do aparatu.
2) Funkcja LUT jest włączona: zaznacz opcję LUTEnable w oprogramowaniu aparatu.
