2025/02/12Как выполнить калибровку DSNU, калибровку PRNU, калибровку LUT?
1. Калибровка DSNU
(1)Почему возникает неравномерность темного сигнала (DSNU)?калибровка
В сенсоре присутствует некоторый темновой ток, даже в условиях полной темноты. Эти темные токи образуют неравномерное распределение по поверхности сенсора из-за незначительных различий в процессе производства, что требует равномерной калибровки фона изображения с помощью калибровки DSNU.
(2)ДСНУкалибровкаМетоды
1) Сбор данных: Сначала камере необходимо собрать набор изображений в темном поле в полной темноте.
2) Усреднение: Усреднение по фазе 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 получить калибровочное изображение в темном поле.
4) Калибровочное изображение для хранения: Полученное калибровочное изображение в темном поле сохраняется в энергонезависимой памяти внутри камеры и служит входными данными для последующего алгоритма калибровки в темном поле.
5) Калибровка приложения: При получении реального изображения камера вычитает скорректированное изображение, чтобы устранить неравномерность темнового тока сенсора.
(3) DSNU скорректирован до и после сравнения
Из приведенных ниже двух графиков очевидно, что скорректированное изображение в горизонтальном направлении демонстрирует значительное улучшение по сравнению с однородностью изображения до калибровки.
Нескорректированная горизонтальная кривая значений серого в темном поле
Кривая горизонтальных значений серого в темном поле после калибровки DSNU
(4)DSNUкалибровкашаги
1) Для параметра FanOperationMode установлено значение Temperature, а для параметра TECOperationMode — значение Temperature.
2) Установите значение параметра CoolOperationTemperature равным фактической рабочей температуре.
3) Дождитесь стабилизации температуры датчика. (DeviceControl / SensorTemperature)
4) Установите значения BinningHorizontal и BinningVertical равными X1.
5) Установите параметр TriggerMode в положение Off.
6) Установите параметр LUTEnalbe в положение «Выкл.».
7) Установите параметр DSNUMode в положение «Выкл.».
8) Установите параметр PRNUMode в положение «Выкл.».
9) Установите параметр TestPattern в положение Off.
10) Установите режим работы на TDI.
11) Установите значение BlackLevel равным 0.
12) Установите параметры AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain и PixelFormat в процессе работы.
13) Закройте крышку объектива. Если это неудобно, проверьте среднее значение уровня серого. При AcquisitionLineRate = 80000Hz, TDIStagesP1 = 256, AnalogGain = X2, PixelFormat = 8bit, установите среднее значение уровня серого примерно равным 20. Если значение превышает 20, происходит утечка света, в этом случае рекомендуется закрыть крышку.
14) В режиме реального времени начинается отрисовка, камера DSNUGenerate запускает калибровку DSNU, необходимое время зависит от параметра AcquisitionLineRate, установите DSNUMode в положение On и наблюдайте за средним значением серого цвета изображения. Теоретически, среднее значение серого цвета для 8-битного изображения равно 6, для 10-битного — 25, а для 12-битного — 100. Если разница между средним значением серого цвета и теоретическим значением указывает на неправильную калибровку DSNU, проверьте правильность выполнения процедуры.
15) Если будет установлено, что калибровка DSNU действительна, можно выполнить DSNUSave, после чего скорректированные данные будут привязаны к текущим значениям PixelFormat и AnalogGain и сохранены в энергонезависимой памяти камеры. Потеря данных при отключении питания не происходит. В следующий раз сохраненные калибровочные данные будут автоматически загружены в соответствии с комбинацией значений PixelFormat и AnalogGain.
16) Если выбран параметр DSNUGenerateAll, то фаза автоматически переключается с X2 на X8, выполняется калибровка DSNU один раз для каждого коэффициента усиления моделирования, и после каждой калибровки данные автоматически сохраняются в энергонезависимую память камеры, перезаписывая предыдущие данные калибровки. Поэтому перед калибровкой необходимо определить, можно ли перезаписать предыдущие данные калибровки DSNU. При выборе DSNUGenerateAll выполняется только калибровка для текущего настроенного формата пикселей. Если необходимо выполнить калибровку DSNU для других параметров формата пикселей, необходимо переключиться на текущий параметр формата пикселей, а затем выполнить DSNUGenerateAll.
(5)ДСНУкалибровкаЧасто задаваемые вопросы
1)Роль DSNULoad
При использовании DSNUGenerate калибровка не сохраняется напрямую в энергонезависимую память, а сохраняется в DDR, что приводит к прямому отключению питания. Если результаты калибровки DSNUGenerate неудовлетворительны, необходимо перезагрузить историю, сохраненную в параметрах калибровки камеры DSNU. Для этого можно нажать DSNULoad, после чего загрузятся данные калибровки камеры, сохраненные до этого.
2)Почему разные?линиячастота, аналоговое усиление,стадия TDIДля выполнения DSNU необходимо определить глубину бита и температуру.калибровкаотдельно
Из-за темнового тока сенсора, различных частот строк, аналогового усиления, уровня TDI, битовой глубины и фоновых температурных данных мы не можем скорректировать все сцены на заводе и сохранить их в камере, поэтому рекомендуется, чтобы клиенты корректировали их в условиях эксплуатации своего оборудования. Приведенные ниже данные получены при конфигурации AnalogGain X2, DigitalGain X1 и TDI stage 256, при этом среднее значение серого цвета темного поля установлено на 1K и 300k соответственно. Среднее значение серого цвета темного поля при разных частотах строк значительно различается. Это также показывает, что калибровку DSNU следует проводить отдельно для каждой частоты строк.
| частота линии | 8 бит | 10 бит | 12-битный |
| 300 тыс. | 20 | 80 | 70 |
| 1K | 31 | 108 | 150 |
3)Почему изображение, скорректированное с помощью Open DSNU в 8-битном и 10-битном режимах, не может быть насыщенным, а среднее значение серого после обработки в 12-битном режиме Open DSNU увеличивается?
При 8-битном разрешении калибровка DSNU вычитает эталонное изображение (6DN) из усредненного изображения темного поля (20DN) для генерации калибровочного изображения темного тока (14DN). Когда функция калибровки включена, калибровочное изображение темного тока (14DN) вычитается из исходного изображения в реальном времени, поэтому изображение будет темнее исходного и не может быть насыщено, то же самое происходит и при 10-битном разрешении.
При 12-битном разрешении калибровка DSNU использует среднее изображение темного поля (70DN) за вычетом эталонного изображения (100DN) для генерации калибровочного изображения темного тока (-30DN). При включении функции калибровки используется калибровочное изображение темного тока (-30DN) за вычетом исходного изображения в реальном времени, поэтому изображение будет ярче по сравнению с исходным изображением. Если указанные выше проблемы влияют на использование, их можно устранить, отрегулировав значение параметра BlackLevel.
Приведенные выше данные получены при частоте 300 кГц, AnalogGain X2, DigitalGain X1, каскаде TDI 256. При разных частотах значение DSNU на изображении различается, что требует отдельного анализа в соответствии с вышеизложенной логикой.
4)Сколько времени длится DSNU?калибровкабрать
Поскольку калибровка DSNU требует получения изображения, время калибровки зависит от частоты строки. Чем выше частота строки, тем быстрее калибровка и тем меньше времени требуется. Теоретическое время калибровки можно рассчитать по таблице расчета времени генерации DSNU PRNU. Результат работы DSNUGenerate или DSNUGenerateAll можно определить по коду, показанному на рисунке ниже. Если на образце выполнена коррекция, калибровку можно оценить, наблюдая, восстановилось ли изображение до нормального состояния.
5)Как определить, что DSNUкалибровкауспешен
Во-первых, необходимо установить параметр DSNUMode в положение «Вкл.», а параметр BlackLevel — в значение 0, чтобы проверить, находится ли среднее значение серого на изображении в правильном диапазоне. Правильное среднее значение серого должно составлять 8 бит по 6, 10 бит по 25 и 12 бит по 100. Во-вторых, можно сравнить равномерность изображения по горизонтали, собрав изображения с параметром DSNUMode, установленным в положение «Выкл.» и «Вкл.» соответственно, и сравнить равномерность изображения по горизонтали с помощью ImageJ. Если равномерность значительно лучше, калибровка DSNU прошла успешно, и параметры группы можно сохранить в камере через DSNU Save.
6)Почему именно DSNU?калибровкаЭффект изменяется после переключения аналогового усиления или разрядности.
Поскольку параметры калибровки DSNU с различной разрядностью и различными аналоговыми коэффициентами усиления 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 сначала переключиться на 10-битный режим, выполнить команду DSNUGenerateAll, а затем переключиться на 12-битный режим, также выполнив команду DSNUGenerateAll. Поскольку в 10-битном и 8-битном режимах используется набор параметров DSNU, калибровку 8-битного режима отдельно выполнять не нужно. После калибровки все параметры разрядности и усиления корректируются, что облегчает использование последующих камер с различной разрядностью и аналоговым усилением.
7)Почему возникает ошибка изображения при выполнении DSNU?калибровка
Поскольку параметры калибровки изображения датчика собираются во время калибровки DSNU, выходное изображение может быть ненормальным, что является нормальным явлением и автоматически вернется в норму после калибровки. Поэтому перед получением изображения необходимо дождаться завершения калибровки DSNU.
8)Нужно ли создавать отдельный DSNU?калибровкадля разных направлений?
Нет, потому что камера автоматически корректирует оба направления при выполнении команды калибровки, и фаза автоматически загружает параметр калибровки DSNU в этом направлении при переключении направления.
9)Почему значение фонового сигнала в темном поле слишком велико передкалибровка
Параметр AcquisitionLineRate установлен на 300 кГц, TDIStagesP1 — на 256, AnalogGain — на X2, теоретически значения фонового сигнала в темном поле — от 8 до 20 бит, от 10 до 80 бит и от 12 до 70 бит. Если базовое значение неверно, необходимо определить, установлен ли параметр DSNUMode в значение Off, BlackLevel — на 0, PRNU — в значение Off, DigitalGain — на X1, LUTEnalbe — в значение Off, а OperationMode — на TDI.
Определите версию прошивки; по историческим причинам версии до 29.04 могут иметь большие фоновые значения. Конкретный тест — версия 2901211203, фон в 12-битном темном поле составляет около 170 DN.
Чтобы определить, происходит ли утечка света, рекомендуется закрыть крышку и сравнить, есть ли разница в значении серого. Если разница есть, значит, происходит утечка света.
10)Нужно ли отключать режим DSNU при выполнении DSNU?калибровка
Для определения наличия утечки света и нормального ли фонового значения до калибровки в темном поле необходимо установить режим DSNU в положение «Выкл». При этом состояние режима DSNU не должно изменяться до выполнения команд DSNUGenerate или DSNUGenerateAll.
11)Влияет ли параметр UserSet на параметры калибровки DSNU?
Нет, только функции DSNUGenerateAll и DSNUSave переопределят параметры калибровки DSNU, сохраненные в камере.
2. Калибровка PRNU
(1)Почему возникает PRNU (неравномерность фотоотклика)?калибровка?
Калибровка PRNU — это метод калибровки датчиков изображения, используемый для удаления шума и артефактов, возникающих в изображениях из-за неоднородной реакции датчика. PRNU в датчике изображения обусловлен процессом производства и узловыми свойствами материала, что приводит к различиям в реакции разных пикселей при одинаковых условиях освещения. Эти различия могут проявляться в виде фонового шума, пятен, полос и других проблем на изображении.
(2)калибровка ПРНУ Методы
1) Получение калибровочного изображения: Камера собирает набор необработанных изображений при полупустом и равномерном освещении, предпочтительно используя равномерное освещение, чтобы исключить любые другие сложные эффекты на калибровочном изображении.
2) Усреднение нескольких изображений: найти среднее изображение из набора изображений.
3) Определите целевое значение серого: вы можете усреднить полученное изображение и получить целевое значение серого, или же ввести целевое значение серого вручную.
4) Калибровочное изображение PRNU: Скорректированное изображение рассчитывается по формуле «Целевая яркость / Среднее изображение».
5) Сохранение калибровочных изображений PRNU: Сгенерированные калибровочные изображения PRNU сохраняются в энергонезависимой памяти внутри камеры и используются в качестве входных данных для алгоритма калибровки в темном поле.
6) Калибровка приложения: При получении фактического изображения каждое изображение, полученное камерой, умножается на калибровочное изображение PRNU для устранения однородности оптического отклика сенсора.
(3)калибровка ПРНУсравнение до и после
Из приведенных ниже 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)The PROUNкалибровкашаг
1) Установите параметр FanOperationMode в значение Temperature, а параметр TECOperationMode — в значение Temperature.
2) Установите значение параметра CoolOperationTemperature равным фактической рабочей температуре.
3) Дождитесь стабилизации температуры датчика. (DeviceControl / SensorTemperature)
4) Установите значения BinningHorizontal и BinningVertical равными X1.
5) Установите параметр TriggerMode в положение Off.
6) Установите параметр LUTEnalbe в положение «Выкл.».
7) Установите параметр DSNUMode в положение «Вкл.».
8) Установите параметр PRNUMode в положение «Выкл.».
9) Установите параметр TestPattern в положение Off.
10) Установите режим работы на TDI.
11) Установите значение BlackLevel равным 0.
12) Установите параметры AcquisitionLineRate, TDIStagesP1, AnalogGain и PixelFormat в процессе работы.
13) Поместите камеру под равномерное освещение. Рекомендуется использовать интегральную сферу для равномерного освещения. Это наилучший способ калибровки. Отрегулируйте яркость источника света, пока изображение не достигнет полунасыщенного состояния. Убедитесь, что все 9072 пикселя имеют как можно меньшую насыщенность. Если использование кольца переноса приводит к тому, что изображение становится чувствительным с обеих сторон, это может привести к низким автоматически рассчитываемым целевым значениям. Последнее явление – значительное снижение среднего значения серого цвета изображения после открытия PRNU. В этом случае необходимо обновить прошивку до версии 2904230720 или более поздней. Эта версия использует среднее значение 2048 пикселей после смещения на 3520 пикселей в качестве целевого значения. Поэтому при использовании автоматического целевого значения следует убедиться, что средние 2048 пикселей находятся в состоянии экспозиции.
14) Реализуйте функцию Live для начала отрисовки, выполните команду PRNUGenerate camera для запуска калибровки PRNU. Время выполнения зависит от установленной параметра AcquisitionLineRate, установите параметр PRNUMode в положение On и сравните равномерность горизонтального направления изображения до и после калибровки. Если равномерность значительно улучшилась, это свидетельствует об эффективности калибровки PRNU.
15) Если будет установлено, что калибровка PRNU действительна, можно выполнить PRNUSave, после чего скорректированные данные будут привязаны к текущему выбранному селектору PRNU и сохранены в энергонезависимой памяти камеры. При отключении питания данные калибровки не будут потеряны, и сохраненные данные калибровки будут автоматически загружены при следующем переключении селектора PRNU.
(5)ПРНУкалибровкаЧасто задаваемые вопросы
1)Роль PRNULoad
При использовании функции PRNUGenerate калибровка не сохраняется напрямую в энергонезависимую память, а сохраняется в DDR, что приводит к прямому отключению питания. Если результаты калибровки PRNUGenerate неудовлетворительны, необходимо перезагрузить историю, сохраненную в параметрах калибровки камеры PRNU. В этом случае можно нажать кнопку PRNULoad, после чего загрузятся данные калибровки камеры, сохраненные до этого.
2)Роль TargetLevelAUTO
PRNU работает в ручном режиме (ручная установка скорректированного целевого значения с помощью параметра PRNUTargetLevel) и в автоматическом режиме (камера принимает в качестве целевого значения для калибровки PRNU среднее значение серого цвета скорректированного изображения). Диапазон значений PRNUTargetLevel составляет от 0 до 255, 10 бит и 12 бит.
3)Почему возникает ошибка изображения при выполнении PRNU?калибровка
Поскольку параметры калибровки изображения датчика собираются во время калибровки PRNU, выходное изображение может быть ненормальным, что является нормальным явлением и автоматически вернется в норму после калибровки. Поэтому после калибровки PRNU необходимо подождать с получением изображения.
4)Сколько времени занимает PRNUGenerate?
Поскольку калибровка PRNU требует получения изображения, время калибровки коррелирует с частотой строки. Чем выше частота строки, тем быстрее калибровка и тем меньше времени требуется. Теоретическое время калибровки можно рассчитать по таблице расчета времени генерации PRNU DSNU. Время генерации PRNU можно оценить по коду, показанному на рисунке ниже. Если калибровка выполнена на образце, ее можно оценить, наблюдая, восстановилось ли изображение до нормального состояния.
5)Role of the PRNUFactoryReset
Перед отправкой с завода мы создадим 5 наборов параметров PRNU по умолчанию под интеграционным шаром. Если во время использования пользователем в PRNU 0 ~ PRNU 4 случайно будут сохранены неверные параметры PRNU, мы сможем скопировать 5 наборов параметров PRNU по умолчанию в PRNU 0 ~ PRNU 4, выполнив эту команду.
Все 5 ПНР камер скорректированы на заводе. Условия калибровки: наполовину заполненная камера, равномерное освещение, частота кадров = 18000 Гц, битовая глубина и аналоговое усиление различаются. Конкретные параметры следующие:
PRNU0 = 12-битный аналоговый коэффициент усиления × 2
PRNU1 = 12-битный аналоговый коэффициент усиления × 8
PRNU2 = 10 бит - Аналоговый коэффициент усиления × 2
PRNU3 = 10 бит - Аналоговый коэффициент усиления × 8
PRNU4 = 10-битный аналоговый коэффициент усиления × 8
6)Нужно ли отключать режим PRNU при выполнении PRNU?калибровка
При настройке изображения на половину полной суммы необходимо перед командой PRNUGenerate установить режим PRNU в положение «Выкл.».
7)ПРНУкалибровкасоздано после DSNUкалибровкаи функция DSNU включена.
Поскольку алгоритм PRNU внутри камеры выполняется после алгоритма DSNU, калибровка также должна корректировать DSNU, а затем PRNU, после чего включается функция DSNU.
8)Пользовательский набор. Влияет ли это на PRNU?калибровкапараметры
Нет, только функции PRNUFactoryReset и PRNUSave переопределят параметры калибровки PRNU, сохраненные в камере.
3.ЛУТ
(1)Что такое LUT?
Преобразование с помощью таблицы поиска (LUT) — это базовая функция обработки изображений, позволяющая выделить детали, в том числе и сложные.
К информации. Эти функции включают выравнивание гистограммы, гамма-калибровку, логарифмическую калибровку, экспоненциальную калибровку. Выходное изображение
Оттенок серого исходного изображения накладывается на исходное изображение. Пользователь устанавливает соответствующее значение в зависимости от ситуации в приложении.
(2)Настройка метода таблицы поиска (LUT).
Для настройки LUT-таблиц необходимы программы UptadeTool и Samplepro, интерфейс которых показан ниже.
Интерфейс UptadeTool
Гамма: соответствующую кривую ВХОД-ВЫХОД можно отобразить после ввода значения.
Применение: Примените кривую LUT, соответствующую текущему значению гамма-коррекции.
По умолчанию: восстановить состояние кривой LUT, если значение по умолчанию равно Gamma = 1.
Сохранить файл: Сохранить текущую LUT-кривую в указанный путь к файлу.
Загрузка файла: Загрузите сохраненный файл кривой LUT.
Загрузка: Настройте текущую кривую LUT, применяемую к камере.
Загрузка: Считывание настроенной LUT-кривой с камеры.
Программное обеспечение Samplepro
LUTEnable: Переключатель управления LUT, по умолчанию не открыт.
LUTIndex: ВХОДНОЕ значение, выходное значение, соответствующее применяемой кривой, автоматически загружается после ввода, диапазон 0~4095.
LUTValue: выходное значение, загружаемое в соответствии с входным значением LUTIndex, может быть изменено и сохранено вручную, диапазон 0~4095.
LUTSave: Сохранить измененную кривую.
LUTLoad: Загружает кривую LUT.
(3)Этап настройки LUT
1) Настройка LUT-кривой: Установите требуемую входную-выходную LUT-кривую. Обычно это можно сделать двумя способами:
Установив значение гамма-коррекции и вызвав соответствующую гамма-кривую, вы также можете использовать мышь для точной настройки гамма-кривой.
Сохраните файл LUT по умолчанию с параметром Gamma = 1, вручную измените соотношение значений серого для изображения, а затем загрузите файл в камеру.
2) Функция LUT включена: отметьте галочкой LUTEnable в программном обеспечении камеры.
