25/02/12Como fazer a calibração DSNU, calibração PRNU, LUT?
1. Calibração DSNU
(1)Por que o DSNU (Dark Signal Non-uniformity)calibração
No sensor, existe alguma corrente escura, mesmo em condições de escuridão total. Essas correntes escuras formam uma distribuição não uniforme na superfície do sensor devido a pequenas diferenças no processo de fabricação, exigindo, portanto, uma calibração uniforme do fundo da imagem pela calibração DSNU.
(2)DSNUcalibraçãoMétodos
1) Aquisição de dados: primeiro, a câmera precisa coletar um conjunto de imagens de campo escuro em escuridão total.
2) Média: Faça a média de fase da imagem de campo escuro adquirida para obter uma imagem de campo escuro média.
3) Imagem de calibração geral: subtraia uma imagem de referência (tudo 0 ou tudo 100, etc.) para gerar uma imagem de calibração de campo escuro.
4) Imagem de calibração de armazenamento: A imagem de calibração de campo escuro resultante é armazenada em uma memória não volátil dentro da câmera, servindo como entrada para o algoritmo de calibração de campo escuro tardio.
5) Calibração da aplicação: Ao tirar uma imagem real, a câmera subtrai a imagem corrigida para eliminar a desigualdade de corrente escura do sensor.
(3) DSNU corrigido antes e depois da comparação
É óbvio pelos dois gráficos a seguir que a imagem corrigida na direção horizontal tem uma melhoria significativa em relação à uniformidade da imagem antes da calibração.
Curva de valor de cinza horizontal de campo escuro não corrigida
Curva de valor de cinza horizontal de campo escuro após calibração DSNU
(4)A DSNUcalibraçãopassos
1) FanOperationMode definido como Temperatura e TECOperationMode definido como Temperatura.
2) Defina a temperatura CoolOperationTemperature como a temperatura de trabalho real.
3) Aguarde a estabilização da temperatura do sensor. (DeviceControl / SensorTemperature)
4) Defina BinningHorizontal e BinningVertical como X1.
5) Defina TriggerMode como Desligado.
6) Defina LUTEnalbe como Desligado.
7) Defina DSNUMode como Desligado.
8) Defina PRNUMode como Desligado.
9) Defina TestPattern como Desligado.
10) Defina o OperationMode para o TDI.
11) Defina o BlackLevel como 0.
12) Defina AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain e PixelFormat como parâmetros na operação real.
13) Cubra a tampa da lente. Se não for conveniente cobrir a tampa da lente, você pode ver se o valor médio do nível de cinza, quando AcquisitionLineRate é 80000Hz, TDIStagesP1 é 256, AnalogGain é X2, PixelFormat é 8 bits e definir o valor médio do nível de cinza após definir os parâmetros acima deve ser cerca de 20. Se for mais de 20, há vazamento de luz. Nossa sugestão é cobrir a tampa.
14) Ao vivo, o desenho é iniciado, a câmera DSNUGenerate inicia a calibração DSNU. O tempo necessário está relacionado à configuração AcquisitionLineRate. Defina DSNUMode como On e observe o valor médio de cinza da imagem. Teoricamente, o valor médio de cinza de 8 bits é 6, 10 bits é 25 e 12 bits é 100. Se a diferença entre o valor médio de cinza e o valor teórico indicar que a calibração DSNU está incorreta, verifique se o procedimento operacional está correto.
15) Se for determinado que a calibração DSNU é válida, o DSNUSave pode ser executado. Os dados corrigidos serão vinculados ao PixelFormat e ao AnalogGain atuais e armazenados na memória não volátil da câmera. A perda de energia não é perdida. Na próxima vez, os dados de calibração armazenados serão carregados automaticamente com a combinação de PixelFormat e AnalogGain.
16) Se DSNUGenerateAll for selecionado, a fase alterna automaticamente o AnalogGain de X2 para X8, executa o DSNU uma vez sob cada ganho de simulação e salva automaticamente na memória não volátil da câmera após cada calibração, o que substituirá os dados de calibração anteriores. Portanto, é necessário determinar se os dados de calibração DSNU anteriores podem ser substituídos antes da calibração. DSNUGenerateAll: Você executará apenas o PixelFormat atualmente configurado. Se precisar executar a calibração DSNU sob outros parâmetros do PixelFormat, será necessário alternar para o parâmetro PixelFormat real e, em seguida, executar DSNUGenerateAll.
(5)DSNUcalibraçãoPerguntas frequentes
1)Função do DSNULoad
Ao usar o DSNUGenerate, a calibração não será salva diretamente na memória volátil, mas sim no DDR; a energia será perdida diretamente. Se os resultados da calibração do DSNUGenerate não forem satisfatórios, será necessário recarregar o histórico armazenado nos parâmetros de calibração do DSNU da câmera e, em seguida, clicar em DSNULoad, fase armazenada antes de carregar os dados de calibração da câmera.
2)Por que diferentelinhafrequência, ganho analógico,Estágio TDI, profundidade de bits, temperatura precisam ser feitas para fazer DSNUcalibraçãoseparadamente
Devido à corrente escura do sensor, diferentes frequências de linha, ganho analógico, estágio TDI, profundidade de bits e dados de fundo de temperatura, não podemos corrigir todas as cenas na fábrica e salvá-las na câmera. Portanto, sugerimos que os clientes as corrijam de acordo com as condições de uso de seus próprios equipamentos. Os dados a seguir estão na configuração do AnalogGain X2, DigitalGain X1 e estágio TDI 256, e definem o valor médio de cinza da imagem de campo escuro em 1K e 300K, respectivamente. O valor médio de cinza do campo escuro sob diferentes frequências de linha varia muito. Em termos de dados, isso mostra ainda que a calibração DSNU deve ser feita separadamente sob a frequência de linha.
| frequência de linha | 8 bits | 10 bits | 12 bits |
| 300 mil | 20 | 80 | 70 |
| 1K | 31 | 108 | 150 |
3)Por que a imagem corrigida DSNU aberta de 8 bits e 10 bits não pode ficar saturada, o valor médio de cinza da imagem após DSNU aberto de 12 bits aumentou
A 8 bits, a calibração DSNU subtrai uma imagem de referência (6DN) da imagem de campo escuro médio (20DN) para gerar uma imagem de calibração de corrente escura (14DN). Quando a função de calibração é ativada, a imagem de calibração de corrente escura (14DN) é deduzida da imagem original em tempo real, de modo que a imagem será escura em relação à imagem original e não poderá ser saturada, o mesmo ocorrendo com 10 bits.
A 12 bits, a calibração DSNU utiliza a imagem média de campo escuro (70DN) menos uma imagem de referência (100DN) para gerar uma imagem de calibração de corrente escura (-30DN). Quando a função de calibração estiver ativada, use a imagem de calibração de corrente escura (-30DN) menos a imagem original em tempo real, para que a imagem fique mais brilhante em relação à imagem original. Se os problemas acima afetarem o uso, eles podem ser corrigidos ajustando o valor de BlackLevel.
Os dados acima são o resultado da frequência de 300K, AnalogGain X2, DigitalGain X1, estágio TDI 256. Sob a frequência de linhas diferentes, o DSNU na imagem é diferente, o que precisa ser analisado separadamente de acordo com a lógica acima.
4)Quanto tempo dura o DSNUcalibraçãopegar
Como a calibração DSNU requer a aquisição de imagens, o tempo de calibração está correlacionado com a frequência da linha. Quanto maior a frequência da linha, mais rápida a calibração e menor o tempo necessário. O tempo teórico de calibração pode ser calculado pela tabela de cálculo de tempo de geração do DSNU PRNU. O DSNUGenerate ou DSNUGenerateAll pode ser avaliado pelo código mostrado na figura abaixo. Se corrigido na amostra, a calibração pode ser avaliada observando se a imagem é restaurada ao normal.
5)Como julgar que o DSNUcalibraçãoé bem sucedido
Primeiro, o DSNUMode precisa ser definido como Ligado e o Nível de Preto como 0 para verificar se o valor médio de cinza da imagem está dentro da faixa correta. O valor médio de cinza correto deve ser 8 bits de 6, 10 bits de 25 e 12 bits de 100. Em segundo lugar, podemos comparar a uniformidade da imagem na direção horizontal, coletando as imagens com o DSNUMode definido como Desligado e Ligado, respectivamente, e comparar a uniformidade da imagem na direção horizontal com o ImageJ. Se a uniformidade for significativamente melhor, a calibração do DSNU foi bem-sucedida e os parâmetros do grupo podem ser salvos na câmera através do DSNU Save.
6)Por que o DSNUcalibraçãoefeito alterado após alternar o ganho analógico ou a profundidade de bits
Como os parâmetros de calibração DSNU com diferentes profundidades de bits e ganhos analógicos serão salvos separadamente, os parâmetros DSNU correspondentes serão carregados automaticamente sem a necessidade de executar o comando DSNULoad ao alternar a profundidade de bits ou o ganho analógico. Portanto, se você precisar alternar para diferentes profundidades de bits ou ganhos analógicos, recomenda-se alternar para 10 bits para executar DSNUGenerateAll e, em seguida, alternar para 12 bits para executar DSNUGenerateAll. Como os modos de 10 bits e 8 bits utilizam um conjunto de parâmetros DSNU, o modo de 8 bits não precisa ser executado separadamente. Após a calibração, toda a profundidade de bits e ganho são corrigidos para facilitar o uso por câmeras subsequentes com diferentes profundidades de bits e ganhos analógicos.
7)Por que a exceção de imagem ao fazer DSNUcalibração
Como o parâmetro de calibração do cálculo de imagem do Sensor é coletado durante a calibração do DSNU, a imagem de saída apresentará anormalidades, o que é normal e retornará automaticamente ao normal após a calibração. Portanto, é necessário aguardar a calibração do DSNU antes da aquisição da imagem.
8)Você precisa fazer um DSNU separadocalibraçãopara direções diferentes?
Não, porque a câmera corrigirá automaticamente ambas as direções quando o comando de calibração for executado, e a fase carregará automaticamente o parâmetro de calibração DSNU nessa direção quando a direção for alternada.
9)Por que o valor de fundo do campo escuro é muito grande antes docalibração
AcquisitionLineRate está definido como 300 kHz, TDIStagesP1 como 256, AnalogGain como X2, valores de fundo de campo escuro teoricamente de 8 bits a 20, 10 bits a 80 e 12 bits a 70. Se o valor base estiver errado, você precisa determinar se DSNUMode está definido como Off, BlackLevel está definido como 0, PRNU está definido como Off, DigitalGain está definido como X1, LUTEnalbe está definido como Off e OperationMode está definido como TDI.
Determine a versão do firmware. Por razões históricas, versões anteriores a 29/04 podem apresentar valores de fundo elevados. O teste específico é a versão 2901211203, com fundo de campo escuro de 12 bits com cerca de 170DN.
Para determinar se há vazamento de luz, recomenda-se cobrir a tampa e comparar se há diferença no nível de cinza. Se houver diferença, há vazamento de luz.
10)Você precisa definir o Modo DSNU como Desligado ao fazer o DSNUcalibração
O Modo DSNU precisa ser definido como Desligado ao determinar se há vazamento de luz e se o valor de fundo antes da calibração do campo escuro é normal, e o status do Modo DSNU não é afetado antes do comando DSNUGenerate ou DSNUGenerateAll.
11)O UserSet afeta os parâmetros de calibração do DSNU?
Não, somente DSNUGenerateAll e DSNUSave substituirão os parâmetros de calibração DSNU salvos na câmera.
2. Calibração PRNU
(1)Por que PRNU (Não Uniformidade de Foto-Resposta)calibração?
A calibração PRNU é uma técnica de calibração para sensores de imagem, usada para remover ruídos e artefatos introduzidos em imagens devido à resposta heterogênea do sensor. A PRNU no sensor de imagem se deve ao processo de fabricação e à nodalidade do material, levando a diferenças na resposta de diferentes pixels sob as mesmas condições de iluminação. Essa diferença pode aparecer como ruído de fundo, manchas, listras e outros problemas na imagem.
(2)Calibração PRNU Métodos
1) Aquisição da Imagem de Calibração: A câmera coleta um conjunto de imagens brutas sob luz uniforme e meio cheia, de preferência usando luz uniforme, para garantir que não haja outros efeitos complexos na imagem de calibração.
2) Média de múltiplas imagens: encontre uma imagem média a partir de um conjunto de imagens.
3) Determine o valor de cinza alvo: você pode calcular a média da imagem coletada como o valor de cinza alvo ou pode inserir manualmente o valor de cinza alvo.
4) Imagem de calibração PRNU: A imagem corrigida é calculada pelo Cinza alvo / Imagem média.
5) Armazenar imagens de calibração PRNU: As imagens de calibração PRNU geradas são armazenadas em uma memória não volátil dentro da câmera, como entrada para o algoritmo de calibração de campo escuro tardio.
6) Calibração da aplicação: Quando a imagem real é capturada, cada imagem capturada pela câmera é multiplicada pela imagem de calibração PRNU para eliminar a homogeneidade da resposta óptica do sensor.
(3)Calibração PRNUcomparações antes e depois
É óbvio pelos dois gráficos a seguir que a imagem corrigida na direção horizontal tem uma melhoria significativa em relação à uniformidade da imagem antes da calibração.
Curva de valor cinza de campo aberto não corrigida
Curva de valor de cinza em campo aberto após calibração PRNU
(4)O PRUNcalibraçãoetapa
1) Defina FanOperationMode como Temperatura e TECOperationMode como Temperatura.
2) Defina a temperatura CoolOperationTemperature como a temperatura de trabalho real.
3) Aguarde a estabilização da temperatura do sensor. (DeviceControl / SensorTemperature)
4) Defina BinningHorizontal e BinningVertical como X1.
5) Defina TriggerMode como Desligado.
6) Defina LUTEnalbe como Desligado.
7) Defina o DSNUMode como Ligado.
8) Defina PRNUMode como Desligado.
9) Defina TestPattern como Desligado.
10) Defina o OperationMode para o TDI.
11) Defina o BlackLevel como 0.
12) Defina AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain e PixelFormat como parâmetros na operação real.
13) Coloque a câmera sob a luz uniforme. Recomenda-se usar a esfera integral de luz uniforme. A calibração é a melhor. Ajuste o brilho da fonte de luz até que a imagem atinja um estado de semi-saturação. Tenha cuidado para deixar todos os 9.072 pixels o mais meio saturados possível. Se o uso do anel de transferência fizer com que a imagem em ambos os lados seja sensível à imagem, pode resultar em valores-alvo calculados automaticamente baixos. O último fenômeno é que o valor médio de cinza da imagem diminui significativamente após a abertura do PRNU. Em seguida, você precisa atualizar a versão do firmware para 2904230720 ou posterior. Esta versão usa a média dos 2.048 pixels após o deslocamento de 3.520 pixels como o valor-alvo. Portanto, o valor-alvo automático deve ser usado para garantir que os 2.048 pixels do meio estejam no estado de exposição.
14) Implemente Live inicia o desenho, execute PRNUGenerate câmera para iniciar a calibração PRNU, o tempo necessário está relacionado ao AcquisitionLineRate definido, defina PRNUMode como On, compare a uniformidade da direção horizontal da imagem antes e depois da calibração, se a uniformidade for significativamente melhor, isso mostra que a calibração PRNU é eficaz.
15) Se for determinado que a calibração PRNU é válida, o PRNUSave pode ser executado. Os dados corrigidos dessa vez serão vinculados ao Seletor PRNU selecionado e armazenados na memória não volátil da câmera. A perda de energia não é perdida e os dados de calibração armazenados serão carregados automaticamente na próxima chave seletora PRNU.
(5)PRNUcalibraçãoPerguntas frequentes
1)Papel de Carregar PRNU
Ao usar o PRNUGenerate, a calibração não será salva diretamente na memória volátil, mas sim no DDR; a energia será perdida diretamente. Se os resultados da calibração do PRNUGenerate não forem satisfatórios, será necessário recarregar o histórico armazenado nos parâmetros de calibração do PRNU da câmera. Neste momento, você pode clicar em PRNULoad, fase armazenada antes de carregar os dados de calibração da câmera.
2)Papel de Nível de destino AUTO
O PRNU está disponível no modo manual (definindo manualmente o valor alvo corrigido com o parâmetro PRNUTargetLevel) e no modo automático PRNU (a câmera utiliza o valor médio de cinza da imagem corrigido como valor alvo para calibração do PRNU). O intervalo do PRNUTargetLevel é de 0 a 255, 10 bits e 12 bits.
3)Por que a exceção de imagem ao fazer PRNUcalibração
Como o parâmetro de calibração do cálculo de imagem do Sensor é coletado durante a calibração do PRNU, a imagem de saída apresentará anormalidades, o que é normal e retornará automaticamente ao normal após a calibração. Portanto, a aquisição da imagem precisa aguardar após a calibração do PRNU.
4)Quanto tempo demora o PRNUGenerate
Como a calibração do PRNU requer a aquisição de imagens, o tempo de calibração está correlacionado com a frequência da linha. Quanto maior a frequência da linha, mais rápida a calibração e menor o tempo necessário. O tempo teórico de calibração pode ser calculado pela tabela de cálculo de tempo de geração do PRNU do DSNU. O PRNUGenerate pode ser avaliado de acordo com o código mostrado na figura abaixo. Se a calibração for realizada na amostra, a calibração pode ser avaliada observando se a imagem é restaurada ao normal.
5)Rfunção do PRNUFactoryReset
Antes de sair da fábrica, criaremos 5 conjuntos de parâmetros PRNU padrão sob a esfera de integração. Se parâmetros PRNU incorretos forem armazenados acidentalmente em PRNU 0 ~ PRNU 4 durante o uso do usuário, podemos copiar os 5 conjuntos de parâmetros PRNU padrão para PRNU 0 ~ PRNU 4 executando este comando.
Todos os 5 PRNUs das câmeras são corrigidos na fábrica. A condição de calibração é meio cheia e luz uniforme, frequência de deslocamento = 18000 Hz e profundidade de bits e ganho analógico são diferentes. Os parâmetros específicos são os seguintes:
PRNU0=Ganho analógico de 12 bits×2
PRNU1=Ganho analógico de 12 bits×8
PRNU2=Ganho Analógico de 10 bits×2
PRNU3=Ganho analógico de 10 bits×8
PRNU4=Ganho analógico de 10 bits×8
6)Você precisa definir o modo PRNU como Desligado ao fazer o PRNUcalibração
Ao ajustar a imagem para metade da soma total, você precisa definir o Modo PRNU como Desligado antes do comando PRNUGenerate.
7)O PRNUcalibraçãoé feito após o DSNUcalibração, e a função DSNU está ativada
Como o algoritmo PRNU dentro da câmera é posterior ao algoritmo DSNU, a calibração também precisa corrigir o DSNU e depois o PRNU, e então a função DSNU é ativada.
8)UserSet Se isso afeta o PRNUcalibraçãoparâmetros
Não, somente PRNUFactoryReset e PRNUSave substituirão os parâmetros de calibração PRNU salvos na câmera.
3.LUT
(1)O que é LUT
A conversão da tabela de consulta (LUT) é a função básica de processamento de imagem, pode destacar os detalhes, incluindo pesados
Para obter informações. Essas funções incluem equalização de histograma, calibração gama, calibração logarítmica e calibração exponencial. Imagem de saída
O nível de cinza da imagem original é contrastado com a imagem original. O usuário define o valor correspondente de acordo com a situação da aplicação.
(2)Configurando o método do LUT
A configuração da LUT requer o software UptadeTool e Samplepro. A interface do software é mostrada abaixo.
Interface do UptadeTool
Gama: a curva INPUT-SAÍDA correspondente pode ser chamada após inserir o valor.
Aplicar: Aplique a curva LUT correspondente ao valor Gamma atual.
Padrão: restaura o estado da curva LUT quando o padrão é Gamma = 1.
Salvar arquivo: salva a curva LUT atual no caminho de arquivo especificado.
Carregar arquivo: carrega o arquivo de curva LUT salvo.
Download: Configure a curva LUT aplicada atualmente à câmera.
UpLoad: Lê a curva LUT configurada da câmera.
Software Samplepro
LUTEnable: interruptor de controle LUT, não aberto por padrão.
LUTIndex: valor de ENTRADA, o valor de saída correspondente à curva aplicada é carregado automaticamente após a entrada, intervalo de 0 a 4095.
LUTValue: valor de SAÍDA, carregado de acordo com o valor LUTIndex de entrada, pode ser modificado manualmente e salvo, intervalo de 0 a 4095.
LUTSave: Salva a curva modificada.
LUTLoad: Carrega a curva LUT.
(3)A etapa de configuração do LUT
1) Configuração da curva LUT: Defina a curva LUT de entrada-saída realmente necessária. Geralmente, há duas maneiras de fazer isso:
l Ao definir o valor Gama, chamando a curva Gama correspondente, você também pode usar o mouse para fazer o ajuste fino na curva Gama.
l Salve o arquivo LUT padrão com Gama = 1, modifique manualmente o relacionamento de imagem do valor de cinza e carregue o arquivo na câmera.
2) Função LUT ativada: marque LUTEnable no software da câmera.
