25/02/12Как выполнить калибровку DSNU, калибровку PRNU, LUT?
1. Калибровка DSNU
(1)Почему DSNU (неоднородность темного сигнала)калибровка
В датчике присутствует некоторый темновой ток, даже в условиях полной темноты. Из-за незначительных различий в технологическом процессе эти токи неравномерно распределены по поверхности датчика, что требует равномерной калибровки фона изображения с помощью DSNU-калибровки.
(2)ДСНУкалибровкаМетоды
1) Сбор данных: сначала камера должна собрать набор изображений в темном поле в полной темноте.
2) Усреднение: усреднение фазы полученного изображения в темном поле для получения усредненного изображения в темном поле.
3) Общее калибровочное изображение: вычтите эталонное изображение (все 0 или все 100 и т. д.), чтобы создать калибровочное изображение темного поля.
4) Сохранение калибровочного изображения: Полученное калибровочное изображение темного поля сохраняется в энергонезависимой памяти внутри камеры и служит входными данными для алгоритма поздней калибровки темного поля.
5) Калибровка приложения: при съемке фактического изображения камера вычитает скорректированное изображение, чтобы устранить неравенство темнового тока датчика.
(3) DSNU скорректирован до и после сравнения
Из следующих двух графиков очевидно, что скорректированное изображение в горизонтальном направлении имеет значительное улучшение по сравнению с однородностью изображения до калибровки.
Нескорректированная горизонтальная кривая значений серого в темном поле
Горизонтальная кривая значений серого в темном поле после калибровки DSNU
(4)ДСНУкалибровкашаги
1) FanOperationMode установлен на значение «Температура», а TECOperationMode установлен на значение «Температура».
2) Установите температуру CoolOperationTemperature равной фактической рабочей температуре.
3) Дождитесь стабилизации температуры датчика (DeviceControl / SensorTemperature).
4) Установите BinningHorizontal и BinningVertical на X1.
5) Установите TriggerMode на Off.
6) Установите LUTEnalbe в положение Выкл.
7) Установите для параметра DSNUMode значение «Выкл.».
8) Установите PRNUMode на Выкл.
9) Установите TestPattern в положение Выкл.
10) Установите OperationMode на TDI.
11) Установите BlackLevel на 0.
12) Установите AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain и PixelFormat в качестве параметров реальной работы.
13) Закройте крышку объектива. Если закрывать крышку неудобно, можно увидеть среднее значение уровня серого. Если AcquisitionLineRate равно 80000 Гц, TDIStagesP1 равно 256, AnalogGain равно X2, PixelFormat равно 8 бит, и установить среднее значение уровня серого после установки вышеуказанных параметров, оно должно быть около 20. Если значение больше 20, то наблюдается утечка света. Мы рекомендуем закрыть крышку.
14) В режиме реального времени начинается отрисовка, камера DSNUGenerate запускает калибровку DSNU. Необходимое время зависит от параметра AcquisitionLineRate. Установите DSNUMode на On и наблюдайте за средним уровнем серого на изображении. Теоретически, средний уровень серого для 8-битного изображения составляет 6, для 10-битного — 25, а для 12-битного — 100. Если разница между средним уровнем серого и теоретическим значением указывает на неправильную калибровку DSNU, проверьте правильность выполнения процедуры.
15) Если калибровка DSNU верна, можно выполнить DSNUSave, после чего скорректированные данные будут привязаны к текущим значениям PixelFormat и AnalogGain и сохранены в энергонезависимой памяти камеры. Сбой питания не влияет на данные. В следующий раз сохранённые данные калибровки будут автоматически загружены с учётом комбинации PixelFormat и AnalogGain.
16) Если выбран параметр DSNUGenerateAll, то фаза автоматически переключает AnalogGain с X2 на X8, выполняет DSNU один раз при каждом усилении моделирования и автоматически сохраняет данные в энергонезависимой памяти камеры после каждой калибровки, перезаписывая предыдущие данные калибровки. Поэтому перед калибровкой необходимо определить, можно ли перезаписать предыдущие данные калибровки DSNU. DSNUGenerateAll: Вы будете использовать только текущий настроенный PixelFormat. Если вам нужно выполнить калибровку DSNU с другими параметрами PixelFormat, необходимо переключиться на фактический параметр PixelFormat и выполнить DSNUGenerateAll.
(5)ДСНУкалибровкаЧасто задаваемые вопросы
1)Роль DSNULoad
При использовании DSNUGenerate калибровка не будет напрямую сохранена в энергозависимой памяти, а будет сохранена в DDR, питание будет напрямую отключено, если результаты калибровки DSNUGenerate неудовлетворительны, необходимо перезагрузить историю, сохраненную в параметрах калибровки DSNU камеры, затем можно нажать DSNULoad, фаза будет сохранена перед загрузкой данных калибровки камеры.
2)Почему по-другомулиниячастота, аналоговое усиление,этап TDI, битовая глубина, температура должны быть сделаны для DSNUкалибровкаотдельно
Из-за темнового тока сенсора, разной частоты строк, аналогового усиления, уровня TDI, битовой глубины и данных температурного фона мы не можем корректировать все сцены на заводе и сохранять их в камере, поэтому клиентам рекомендуется корректировать их в условиях эксплуатации собственного оборудования. Следующие данные относятся к конфигурации AnalogGain X2, DigitalGain X1 и уровня TDI 256, а среднее значение серого в темном поле изображения установлено на уровне 1K и 300k соответственно. Среднее значение серого в темном поле при различных частотах строк значительно различается. Что касается данных, это также показывает, что калибровку DSNU следует выполнять отдельно в соответствии с частотой строк.
| частота линии | 8 бит | 10 бит | 12 бит |
| 300К | 20 | 80 | 70 |
| 1K | 31 | 108 | 150 |
3)Почему 8-битное, 10-битное открытое DSNU-скорректированное изображение не может быть насыщенным? Среднее значение серого на изображении после 12-битного открытого DSNU увеличивается.
При 8-битной калибровке DSNU эталонное изображение (6DN) вычитается из усреднённого тёмнопольного изображения (20DN) для получения калибровочного изображения по тёмному току (14DN). При включении функции калибровки калибровочное изображение по тёмному току (14DN) вычитается из исходного изображения в режиме реального времени, поэтому изображение будет тёмным относительно исходного и не сможет быть насыщенным, то же самое происходит и при 10-битной калибровке.
При 12-битной калибровке DSNU используется усреднённое изображение тёмного поля (70DN) за вычетом опорного изображения (100DN) для создания калибровочного изображения тёмного тока (-30DN). При включённой функции калибровки используется калибровочное изображение тёмного тока (-30DN) за вычетом исходного изображения в реальном времени, что позволяет получить более яркое изображение относительно исходного. Если указанные выше проблемы влияют на использование, их можно устранить, отрегулировав значение параметра BlackLevel.
Приведенные выше данные являются результатом частоты 300К, AnalogGain X2, DigitalGain X1, этапа TDI 256. При частоте разных строк DSNU на изображении отличается, что необходимо анализировать отдельно в соответствии с вышеизложенной логикой.
4)Как долго длится DSNU?калибровкабрать
Поскольку калибровка DSNU требует получения изображения, время калибровки коррелирует с частотой линии. Чем выше частота линии, тем быстрее калибровка и тем короче требуемое время. Теоретическое время калибровки можно рассчитать с помощью таблицы расчёта времени генерации DSNU PRNU. Результат DSNUGenerate или DSNUGenerateAll можно оценить по коду, показанному на рисунке ниже. Если калибровка исправлена на образце, её можно оценить, наблюдая за восстановлением изображения до нормального состояния.
5)Как судить о том, что DSNUкалибровкауспешен
Во-первых, необходимо включить DSNUMode, а BlackLevel — установить на 0, чтобы проверить, находится ли среднее значение серого на изображении в правильном диапазоне. Правильное среднее значение серого должно быть 8 бит из 6, 10 бит из 25 и 12 бит из 100. Во-вторых, можно сравнить однородность изображения по горизонтали, собрав изображения с выключенным и включенным DSNUMode соответственно, и сравнить однородность изображения по горизонтали с помощью ImageJ. Если однородность значительно лучше, калибровка DSNU прошла успешно, и параметры группы можно сохранить в камере с помощью функции DSNU Save.
6)Почему DSNUкалибровкаэффект изменился после переключения аналогового усиления или битовой глубины
Поскольку параметры калибровки DSNU с разной разрядностью и разным аналоговым усилением сохраняются отдельно, соответствующие параметры DSNU будут автоматически загружены без выполнения команды DSNULoad при переключении разрядности или аналогового усиления. Поэтому, если вам необходимо переключиться на другую разрядность или аналоговое усиление, рекомендуется переключиться на 10 бит для выполнения DSNUGenerateAll, а затем переключиться на 12 бит для выполнения DSNUGenerateAll. Поскольку 10- и 8-битные режимы используют набор параметров DSNU, 8-битный режим не требует отдельной настройки. После калибровки все параметры разрядности и усиления корректируются, что упрощает использование последующих камер с разной разрядностью и аналоговым усилением.
7)Почему возникает исключение изображения при выполнении DSNU?калибровка
Поскольку параметры калибровки расчёта изображения датчика собираются во время калибровки DSNU, выходное изображение может быть аномальным, что является нормальным явлением и автоматически вернётся к норме после калибровки. Поэтому перед получением изображения необходимо дождаться завершения калибровки DSNU.
8)Нужно ли вам делать отдельный DSNU?калибровкадля разных направлений?
Нет, поскольку камера автоматически скорректирует оба направления при выполнении команды калибровки, а фаза автоматически загрузит параметр калибровки DSNU в этом направлении при переключении направления.
9)Почему значение темного фона слишком велико передкалибровка
AcquisitionLineRate установлен на 300 кГц, TDIStagesP1 на 256, AnalogGain на X2, значения темного фона теоретически от 8 бит до 20, 10 бит до 80 и 12 бит до 70. Если базовое значение неверно, необходимо определить, установлено ли для DSNUMode значение Off, BlackLevel — значение 0, PRNU — значение Off, DigitalGain — значение X1, LUTEnalbe — значение Off, а OperationMode — значение TDI.
Определите версию прошивки. По историческим причинам версии до 29/04 могут иметь большие фоновые значения. Тестирование проводится для версии 2901211203, 12-битный тёмно-польный фон имеет значение около 170DN.
Чтобы определить, есть ли утечка света, рекомендуется закрыть крышку и сравнить, есть ли разница в уровне серого. Если разница есть, значит, есть утечка света.
10)Нужно ли вам выключать режим DSNU при выполнении DSNU?калибровка
Режим DSNU необходимо отключить при определении наличия утечки света и при определении того, является ли фоновое значение перед калибровкой темного поля нормальным, а состояние режима DSNU не должно изменяться перед командой DSNUGenerate или DSNUGenerateAll.
11)Влияет ли UserSet на параметры калибровки DSNU?
Нет, только DSNUGenerateAll и DSNUSave переопределяют параметры калибровки DSNU, сохраненные внутри камеры.
2. Калибровка PRNU
(1)Почему PRNU (неравномерность фотореакции)калибровка?
Калибровка PRNU — это метод калибровки датчиков изображения, используемый для удаления шума и артефактов, возникающих на изображениях из-за неоднородности отклика датчика. PRNU в датчике изображения обусловлен особенностями производственного процесса и нодальностью материала, что приводит к разной реакции разных пикселей при одинаковых условиях освещения. Эта разница может проявляться в виде фонового шума, пятен, полос и других дефектов на изображении.
(2)Калибровка PRNU Методы
1) Получение калибровочного изображения: камера собирает набор необработанных изображений при полупрозрачном и равномерном освещении, предпочтительно с использованием равномерного освещения, чтобы убедиться в отсутствии других сложных эффектов на калибровочном изображении.
2) Усреднение нескольких изображений: поиск усредненного изображения из набора изображений.
3) Определите целевое значение серого: вы можете усреднить полученное изображение в качестве целевого значения серого или можете вручную ввести целевое значение серого.
4) Калибровочное изображение PRNU: скорректированное изображение рассчитывается по целевому уровню серого/усредненному изображению.
5) Сохранение калибровочных изображений PRNU: Сгенерированные калибровочные изображения PRNU сохраняются в энергонезависимой памяти внутри камеры в качестве входных данных для алгоритма калибровки позднего темного поля.
6) Калибровка приложения: при получении фактического изображения каждое изображение, полученное камерой, умножается на калибровочное изображение PRNU, чтобы устранить однородность оптического отклика датчика.
(3)Калибровка PRNUсравнения до и после
Из следующих двух графиков очевидно, что скорректированное изображение в горизонтальном направлении значительно улучшилось по сравнению с однородностью изображения до калибровки.
Нескорректированная кривая значений серого в открытом поле
Кривая значений серого в открытом поле после калибровки PRNU
(4)ПРУНкалибровкашаг
1) Установите FanOperationMode на значение Температура и установите TECOperationMode на значение Температура.
2) Установите температуру CoolOperationTemperature равной фактической рабочей температуре.
3) Дождитесь стабилизации температуры датчика (DeviceControl / SensorTemperature).
4) Установите BinningHorizontal и BinningVertical на X1.
5) Установите TriggerMode на Off.
6) Установите LUTEnalbe в положение Выкл.
7) Установите для параметра DSNUMode значение «Вкл.».
8) Установите PRNUMode на Выкл.
9) Установите TestPattern в положение Выкл.
10) Установите OperationMode на TDI.
11) Установите BlackLevel на 0.
12) Установите AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain и PixelFormat в качестве параметров реальной работы.
13) Поместите камеру под равномерный свет, рекомендуется использовать интегральную сферу равномерного света, калибровка будет лучшей, отрегулируйте яркость источника света, пока изображение не достигнет состояния полунасыщения. Будьте осторожны, чтобы сделать все 9072 пикселя как можно более полунасыщенными, если использование кольца переноса приводит к тому, что изображение с обеих сторон становится чувствительным к изображению, это может привести к низким автоматически рассчитанным целевым значениям, последнее явление заключается в том, что среднее значение серого изображения значительно уменьшается после открытия PRNU, то вам необходимо обновить версию прошивки до 2904230720 или более поздней, эта версия использует среднее значение 2048 пикселей после смещения 3520 пикселей в качестве целевого значения, поэтому следует использовать автоматическое целевое значение, чтобы гарантировать, что средние 2048 пикселей находятся в состоянии экспозиции.
14) Реализуйте Live, начните рисовать, выполните PRNUGenerate камеры, чтобы начать калибровку PRNU, необходимое время связано с установленным AcquisitionLineRate, установите PRNUMode на On, сравните однородность горизонтального направления изображения до и после калибровки, если однородность значительно лучше, это показывает, что калибровка PRNU эффективна.
15) Если калибровка PRNU верна, можно выполнить команду PRNUSave, после чего скорректированные данные будут привязаны к текущему выбранному селектору PRNU и сохранены в энергонезависимой памяти камеры. Сбой питания не приводит к потере данных, а сохранённые данные калибровки будут автоматически загружены в следующий селектор PRNU.
(5)ПНРУкалибровкаЧасто задаваемые вопросы
1)Роль PRNULoad
При использовании PRNUGenerate калибровка не будет напрямую сохраняться в энергозависимой памяти, а будет сохранена в DDR, питание будет напрямую отключено, если результаты калибровки PRNUGenerate неудовлетворительны, необходимо перезагрузить историю, сохраненную в параметрах калибровки PRNU камеры. В это время вы можете нажать PRNULoad, фаза будет сохранена перед загрузкой данных калибровки камеры.
2)Роль TargetLevelAUTO
PRNU работает в ручном режиме (скорректированное целевое значение задаётся вручную с помощью параметра PRNUTargetLevel) и в автоматическом режиме (камера использует скорректированное среднее значение уровня серого изображения в качестве целевого значения для калибровки PRNU). Диапазон PRNUTargetLevel составляет от 0 до 255, 10 бит и 12 бит.
3)Почему возникает исключение изображения при выполнении PRNU?калибровка
Поскольку параметры калибровки расчёта изображения датчика собираются во время калибровки PRNU, выходное изображение может быть аномальным, что является нормальным явлением и автоматически вернётся к норме после калибровки. Поэтому получение изображения необходимо отложить после калибровки PRNU.
4)Сколько времени занимает PRNUGenerate?
Поскольку калибровка PRNU требует получения изображения, время калибровки коррелирует с частотой линии. Чем выше частота линии, тем быстрее калибровка и тем короче требуемое время. Теоретическое время калибровки можно рассчитать с помощью таблицы расчёта времени генерации PRNU для DSNU. Время генерации PRNU можно оценить по коду, показанному на рисунке ниже. Если калибровка выполнена на образце, её можно оценить, наблюдая за восстановлением изображения до нормального состояния.
5)Rоле PRNUFactoryReset
Перед выпуском с завода мы создадим 5 наборов параметров PRNU по умолчанию под интеграционным шариком. Если во время использования пользователем в PRNU 0 ~ PRNU 4 случайно будут сохранены неправильные параметры PRNU, мы можем скопировать 5 наборов параметров PRNU по умолчанию в PRNU 0 ~ PRNU 4, выполнив эту команду.
Все 5 PRNU камер отрегулированы на заводе. Условия калибровки: полуполное и равномерное освещение, частота сканирования = 18000 Гц, битовая глубина и аналоговое усиление различаются. Конкретные параметры следующие:
PRNU0=12-бит-АналоговыйУсиление×2
PRNU1=12-бит-АналоговыйУсиление×8
PRNU2=10-бит-АналоговыйУсиление×2
PRNU3=10-бит-АналоговыйУсиление×8
PRNU4=10-бит-АналоговыйУсиление×8
6)Нужно ли вам выключать режим PRNU при выполнении PRNU?калибровка
При настройке изображения на полусумму необходимо отключить режим PRNU перед командой PRNUGenerate.
7)PRNUкалибровкапроизводится после DSNUкалибровка, и функция DSNU включена
Поскольку алгоритм PRNU внутри камеры находится после алгоритма DSNU, калибровка также должна скорректировать DSNU, а затем PRNU, а затем включить функцию DSNU.
8)UserSet Влияет ли это на PRNUкалибровкапараметры
Нет, только PRNUFactoryReset и PRNUSave переопределяют параметры калибровки PRNU, сохраненные внутри камеры.
3.ЛУТ
(1)Что такое ЛУТ
Преобразование таблицы поиска (LUT) является базовой функцией обработки изображений, может выделить детали, включая сложные
К информации. Эти функции включают выравнивание гистограммы, гамма-калибровку, логарифмическую калибровку, экспоненциальную калибровку. Выходное изображение
Значение серого исходного изображения отображается на экране. Пользователь устанавливает соответствующее значение в зависимости от условий применения.
(2)Настройка метода LUT
Для настройки LUT требуется программное обеспечение UptadeTool и Samplepro, интерфейс программного обеспечения показан ниже.
Интерфейс UptadeTool
Гамма: соответствующую кривую ВХОД-ВЫХОД можно вызвать после ввода значения.
Применить: применить кривую LUT, соответствующую текущему значению гаммы.
По умолчанию: восстановить состояние кривой LUT, если по умолчанию Гамма = 1.
Сохранить файл: сохранить текущую кривую LUT по указанному пути к файлу.
Загрузить файл: загрузить сохраненный файл кривой LUT.
Загрузить: настроить текущую примененную кривую LUT для камеры.
Загрузка: чтение настроенной кривой LUT с камеры.
Программное обеспечение Samplepro
LUTEnable: переключатель управления LUT, по умолчанию не открыт.
LUTIndex: ВХОДНОЕ значение, выходное значение, соответствующее примененной кривой, автоматически загружается после ввода, диапазон 0~4095.
LUTValue: ВЫХОДНОЕ значение, загружаемое в соответствии с входным значением LUTIndex, может быть вручную изменено и сохранено, диапазон 0~4095.
LUTSave: Сохранить измененную кривую.
LUTLoad: загружает кривую LUT.
(3)Шаг настройки LUT
1) Конфигурация LUT-кривой: задайте необходимую входную-выходную LUT-кривую. Обычно это можно сделать двумя способами:
l Установив значение Гаммы, вызвав соответствующую кривую Гаммы, вы также можете использовать мышь для выполнения точной настройки кривой Гаммы.
l Сохраните файл LUT по умолчанию с гаммой = 1, вручную измените соотношение уровней серого при отображении, а затем загрузите файл в камеру.
2) Функция LUT включена: отметьте LUTEnable в программном обеспечении камеры.
