黑电平校正、FPN校正、平场校正、白平衡校正
黑電平校正、FPN校正、平場校正、白平衡校正,這四種校正,雖然形成原理和操作方式有不同,但是在實際應用中,經常是交叉的,尤其是在硬件實現時,出于速度以及資源的考慮,會融合起來做,或者使用一種暴力簡單的方式來達到效果,在大多數應用場合,并不需要嚴格的校正,比如線性校正可以代替非線性校正;
原理:
黑電平校正:為什么要黑電平校正,1.sensor的ADC精度和分辨力問題,這兩項,導致絕對黑電平時,在允許范圍內會有偏差;2.暗電流問題,工藝不可能保證每個像元的特性一致,在不同的溫度和曝光時長下,響應也是不同的,所以在不同情況下,即使處于無光照的環境中,像素也會有一定的輸出電壓;如圖是黑電平校正效果
校正前需要根據圖像的具體情況進行分析,若圖像平面趨于平整,則推薦使用全幀均值;若圖像出現一些峰值,有明顯突出山峰等,推薦使用中值的方法;若出現某個角的值比較高,可能由于電源或者其他的原因引起的,則推薦使用局部計算的方法;此外,還有自定義、最大值等方法,需要根據不同圖像的情況去選擇方法,終其目的都是一樣的。
也可以使用簡單的方法,直接減去黑電平值,校準到0值,這種方法魯棒性不好,但是簡單,節省硬件資源;也可以根據溫度和增益的變化實時校正,提前根據特性數據點建立一次函數,在拉流過程中進行曲線校正;
FPN校正:固定模式噪聲校正,也叫做暗場校正。
行FPN: 在基于模擬域累加實現的TDI-CMOS圖像傳感器中。由于模擬累加器電路中存在寄 生電阻和電容,電路失配會導致輸出圖像在TDI(時間延遲積分)掃描方向(即“沿軌”方向) 亮度不均勻,且呈周期性衰減,突出表現為周期性橫條紋。
列FPN:傳感器列并行讀出電路(模擬累加器和ADC(模數轉換器)等)的系統結構由于 工藝偏差很容易出現列與列之間的失配,從而導致輸出圖像在與TDI掃描方向垂直的方向 (即“跨軌”方向)亮度不均勻,表現為明暗變化的豎條紋。
FPN校正要在極低照環境下進行,也就是黑圖。一般來說,人眼對豎條紋更敏感一些,所以在有些資源緊張的應用中,僅做列FPN校正;
FPN校正可以看做FFC校正的一部分;
平場校正(FFC):原因,光線不均勻、鏡頭中心和邊緣響應不一致,sensor固定噪聲和響應不均勻噪聲等。
平場校正一般用FPN暗場校正和PRNU明場校正進行,平場校正就是以整幀圖像的均值或者中值為目標圖像,根據每個像素的特性不同,以響應增益gain為系數K和offset偏置B,對每個像素進行校正,從而使得整幅圖像看起來很均勻平滑,當然,為了簡化計算,節省資源,也可以使用多個相鄰的像素使用同一組校準參數。
校正時,可以采用多段校正法將響應曲線分段校正,而更多的是簡單暴力的兩點校正法,也就是看成線性響應。
在暗場校正中,可以得到均值Vavgb,像素值Vinb;
在明場校正中,可以得到均值Vavgr,像素值Vinr;
可以得到增益響應系數K=(Vavgr-Vavgb)/(Vinr-Vinb);
偏置B=Vavgb-Vinb*K;
將n個像素的每一個像素點的K[n]和B[n]寫入一個ram表中,當讀取一幀圖像時,對每一個像素進行校正Vout=Vin*K+B;
白平衡校正:涉及到色溫,不同場景下色溫不同,校正系數也不同,并且,不同的sensor校正系數也有一些差異,一般來說,實際應用只需要滿足一種常用色溫下的校正;
人眼會默認白色色塊的RGB分量值是相等的,所以將RGB三個通道各自的均值算出,Ravg、Gavg、Bavg,加入像素位寬8bit,那么認為中間值是128,kR=128/Ravg,kG=128/Gavg,kB=128/Bavg,得到系數k,輸出像素Rout=Rin*k,G和B通道同理。這種方法叫灰度世界法,根本是用中間值128做歸一化。
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部分引用來自下面:
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https://www.cnblogs.com/qiqibaby/p/8602082.html
總結
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