平場(chǎng)校正技術(shù)

平場(chǎng)校正是一種用于提高數(shù)字成像質(zhì)量的技術(shù)，它消除了由傳感器的像素對(duì)像素靈敏度變化和光路失真而導(dǎo)致的圖像偽像效果，通常用于像素與像素敏感度以及暗電流變化相關(guān)的校正。

圖為Alkeria Necta 線掃相機(jī)所演示的平場(chǎng)校正

由于自然制造公差，每個(gè)傳感器的亮度輸出都有一定程度的不均勻性，每個(gè)像素對(duì)相同數(shù)量的光的反應(yīng)可能不同。使用面陣相機(jī)時(shí)，圖像中亮度的差異不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，因?yàn)檎麄€(gè)圖像中出現(xiàn)的差異很小。整體圖像幾乎不受影響，通常對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。

但是，當(dāng)使用線掃相機(jī)時(shí)，線掃相機(jī)的傳感器高度只有幾個(gè)像素，這意味著任何像素產(chǎn)生的錯(cuò)誤將在同一位置的每次刷新中重復(fù)。例如，產(chǎn)生的圖像錯(cuò)誤可能會(huì)以垂直條紋的形式發(fā)生，會(huì)對(duì)記錄的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生重大影響。

圖像的誤差可以通過(guò)兩個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行校正：暗信號(hào)非均勻性（DSNU）校正和光響應(yīng)非均勻性（PRNU）校正。要校準(zhǔn) DSNU，必須在黑暗中記錄參考圖像，而對(duì)于 PRNU，必須用均勻的照明記錄參考圖像。因此，平場(chǎng)校正中的這兩個(gè)單獨(dú)的步驟分別稱為暗場(chǎng)校正和亮場(chǎng)校正。

平場(chǎng)校正的第一步：低暗噪聲校正，用于盡可能降低暗信號(hào)非均勻性（也稱為偏移噪聲或固定模式噪聲）。

因此，暗場(chǎng)和亮場(chǎng)校正都是校正 DSNU 和 PRNU 的平場(chǎng)校正的一部分。暗場(chǎng)校正是最容易校準(zhǔn)的。它只需要在圖像傳感器上不帶照明的情況下記錄參考圖像。為此，需要遮蓋住鏡頭。然后，使用偏移量對(duì)所有像素值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，就可以補(bǔ)償傳感器芯片的不均勻性。

在第二步，即光響應(yīng)非均勻性（PRNU）校正（也稱為低頻平場(chǎng)校正），由于它糾正的低頻變化，通常由光路失真引起，而不是由于像素到像素在照片響應(yīng)中的變化，因此校準(zhǔn)低頻校正的實(shí)際光強(qiáng)就不那么重要了，（通常來(lái)說(shuō)保持在12.5%到90%之間的適當(dāng)值即可）。使用模擬增益用于在均勻的照明條件下獲取所有像素的一定目標(biāo)值。由此來(lái)消除邊緣的強(qiáng)度下降，圖像顯示整個(gè)寬度下的均勻亮度。

在平場(chǎng)校正后，線掃圖像沒(méi)有條紋和陰影，這就使得圖像分析更容易、更方便、更可靠，不需要使用軟件執(zhí)行任何后續(xù)的校正。

通常用于對(duì)光較為敏感，即非常依靠光來(lái)進(jìn)行下一步判斷的線掃應(yīng)用，如半導(dǎo)體行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、包裝行業(yè)等。