Schwarzwert und getrennte Einstellung von Rot, Grün und Blau in Altron

Bei der Einrichtung jeder Industriekamera folgen wir einer einfachen Regel: zuerst Schwarz, dann Farbe. Wenn das Schwarz im Bild leicht grau und der Kontrast flau wirkt, ist die Versuchung groß, Kontrast oder Gamma zu erhöhen. Die Wurzel des Problems ist jedoch meist der Schwarzwert, und solange er nicht korrigiert ist, steht jede spätere Farbeinstellung auf einer schiefen Grundlage.

Was ist der Schwarzwert, und warum driftet er?

Ein Sensor gibt selbst bei völliger Dunkelheit nicht null aus. Er hat einen elektronischen Offset, der sich mit Belichtung, Verstärkung und Temperatur verschiebt. Wird dieser Offset nicht korrigiert, wird Schwarz grau, der Kontrast sinkt, und jede spätere Messung ist verfälscht.

Für die Kalibrierung ist noch ein weiterer Punkt wichtig: Die Kamera wendet den Offset vor der Verstärkungsstufe an. Jedes Mal, wenn Sie die Verstärkung ändern, verschiebt sich also auch der Schwarzwert.

Drei Paare von Schiebereglern im Zeilenkamera-Bereich

Im Fall der Zeilenkameras hat jeder Farbkanal im Kamerabereich zwei getrennte Schieberegler:

• Brightness (R / G / B): Der Bereich reicht von 0 bis 511. Dieser Schieberegler hebt oder senkt den Dunkelpegel jedes Kanals in der Kamera. Die BLC-Kalibrierung stellt diese Schieberegler ein.
• Contrast (R / G / B): Der Bereich reicht von 0 bis 1023; er legt die Verstärkung jedes Kanals in der Kamera fest. Erhöhen Sie den Wert für einen Kanal, wird diese Farbe verstärkt, und der Weißabgleich ändert sich. Die Weißabgleich-Kalibrierung stellt diese Schieberegler ein.

Beide Gruppen werden mit den Kameraeinstellungen gespeichert und bei jedem Start erneut an die Kamera gesendet. Läuft die automatische Kalibrierung, bewegen sich genau diese Schieberegler, sodass Sie immer sehen, was die Kalibrierung bewirkt hat. Manuelle Änderungen heben Sie sich für die Feinabstimmung auf.

Plug-in BLC: Messung und Korrektur an einem Ort

Das Plug-in Black Level Correction (BLC) finden Sie im Graphen nach der Kamera. Seine Einstellungen:

• Black Level (R / G / B): Der Schwarzwert jedes Kanals. In einem monochromen Datenstrom wird nur R verwendet.
• Pedestal: Der Wert, auf dem das Schwarz liegt; Standard ist 2. Setzen Sie ihn auf null, wird die untere Hälfte des Dunkelrauschens zu einer einzigen Spitze bei null zusammengedrückt. Mit 2 bis 3 Einheiten bleibt die gesamte Verteilung messbar.
• Rescale to full: Streckt nach dem Abzug des Schwarzwerts den verbleibenden Bereich auf den vollen Umfang, damit Weiß nicht dunkler wird.
• Auto on start (re-measure each run): Misst den Schwarzwert bei jedem Start der Kette einmal. Da sich der Schwarzwert mit Belichtung, Verstärkung und Lampenzustand ändert, ist der Wert des vorherigen Laufs meist nicht mehr gültig.

Der Schalter Activate/DeActive startet die Kalibrierung. Zuerst fordert das Programm Sie auf, den Objektivdeckel aufzusetzen. Dann stellt es die Brightness jedes Kanals so ein, dass der Dunkelpegel auf dem Pedestal liegt. Ist der Schalter grün, wurde ein Schwarzwert angewendet, ist er rot, wurde kein Wert angewendet.

Farbkalibrierung in vier Schritten

Derselbe BLC-Bereich enthält einen Abschnitt Auto White Balance. Wenn Sie Set Analog Gain First aktivieren, läuft die vollständige Kalibrierung in vier Schritten ab, und vor jedem Schritt sagt Ihnen ein Fenster, was zu tun ist:

1. Setzen Sie den Objektivdeckel auf. Der Schwarzwert wird bei Verstärkung null gemessen.
2. Nehmen Sie den Deckel ab. Die Verstärkungen werden erhöht, bis die hellste Farbe 90 Prozent des vollen Umfangs erreicht, und die anderen Farben werden daran angeglichen. Stellen Sie die Szene unter derselben Beleuchtung wie im realen Betrieb vor die Kamera. Ein weißes Blatt ist nicht nötig; der Abgleich erfolgt an den grauen und weißen Bereichen der Szene selbst.
3. Deckel wieder auf: Der Schwarzwert wird bei der neuen Verstärkung erneut gemessen.
4. Deckel ab: Der Abgleich wird noch einmal eingestellt, und Sie sind fertig.

Nehmen Sie Schritt drei ernst. Lassen Sie ihn aus, ist das dunkle Ende des Bildes noch auf die alte Verstärkung eingestellt.

Und Flächenkameras?

Im Bereich der Flächenkamera haben Sie eine allgemeine Brightness und Contrast sowie die Gruppe Black Level. Ist Auto aktiviert, kalibriert die Kamera den Schwarzwert selbst. Lassen Sie es deaktiviert, stellen Sie den Offset selbst mit einem Schieberegler von 0 bis 1023 ein. Wird das Schwarz zu absolutem Schwarz abgeschnitten, erhöhen Sie den Wert; wirkt es grau, verringern Sie ihn.

Häufige Fehler

• Die Schwarzkalibrierung durchführen, während Licht am Objektivdeckel vorbei eindringt.
• Die Verstärkung nach der Kalibrierung ändern, ohne den Schwarzwert erneut zu messen.
• Pedestal auf null setzen, damit das Bild schwärzer wirkt.

Vergessen Sie auch die richtige Reihenfolge nicht: Stellen Sie zuerst die Belichtung so ein, dass nichts in die Sättigung gerät, und gehen Sie dann zu diesen Einstellungen über.

Eine kurze allgemeine Quelle zu Bildsensoren: Wikipedia (Englisch).

Wenn Sie nach der Kalibrierung immer noch einen Farbstich oder graues Schwarz sehen, nehmen Sie Kontakt mit uns auf über die Kontaktformular.