Уровень чёрного и раздельная настройка красного, зелёного и синего в Альтрон

При настройке любой промышленной камеры мы следуем простому правилу: сначала чёрный, потом цвет. Когда чёрные участки изображения выглядят сероватыми, а контраст — плоским, хочется поднять контраст или гамму. Но корень проблемы обычно в уровне чёрного, и пока он не исправлен, любая последующая настройка цвета опирается на искажённую основу.

Что такое уровень чёрного и почему он «уплывает»?

Даже в полной темноте сенсор не выдаёт ноль. У него есть электронное смещение, которое меняется с экспозицией, усилением и температурой. Если это смещение не скорректировать, чёрное становится серым, контраст падает, и все последующие измерения оказываются смещёнными.

Есть ещё один важный для калибровки момент: камера применяет смещение до каскада усиления. Поэтому при каждом изменении усиления уровень чёрного смещается вместе с ним.

Три пары ползунков в панели линейной камеры

В линейные камеры в панели у каждого цветового канала есть два отдельных ползунка:

• Brightness (R / G / B): Диапазон — от 0 до 511. Этот ползунок поднимает или опускает темновой уровень каждого канала внутри камеры. Калибровка BLC настраивает именно эти ползунки.
• Contrast (R / G / B): Диапазон — от 0 до 1023; задаёт усиление каждого канала в камере. Если увеличить значение для одного канала, этот цвет усиливается, и баланс белого меняется. Калибровка баланса белого настраивает именно эти ползунки.

Обе группы сохраняются вместе с настройками камеры и заново отправляются в камеру при каждом Start. При автоматической калибровке двигаются эти же ползунки, так что всегда видно, что сделала калибровка. Ручные изменения оставьте для тонкой настройки.

Плагин BLC: измерение и коррекция в одном месте

Плагин Black Level Correction, или BLC, находится в графе после камеры. Его настройки:

• Black Level (R / G / B): Уровень чёрного каждого канала. В монохромном потоке используется только R.
• Pedestal: Значение, на котором «стоит» чёрный; по умолчанию 2. Если установить ноль, нижняя половина темнового шума сжимается в один пик в нуле. При 2–3 единицах всё распределение остаётся измеримым.
• Rescale to full: После вычитания уровня чёрного растягивает оставшийся диапазон на полную шкалу, чтобы белое не становилось темнее.
• Auto on start (re-measure each run): Измеряет уровень чёрного один раз при каждом запуске цепочки. Поскольку уровень чёрного меняется с экспозицией, усилением и состоянием лампы, значение предыдущего прогона обычно уже недействительно.

Переключатель Activate/DeActive запускает калибровку. Сначала программа просит надеть крышку на объектив. Затем она настраивает Brightness каждого канала, пока темновой уровень не встанет на Pedestal. Если переключатель зелёный, уровень чёрного применён. Если красный — уровень не применён.

Четырёхшаговая цветовая калибровка

В той же панели BLC есть раздел Auto White Balance. Если отметить Set Analog Gain First, полная калибровка выполняется в четыре шага, и перед каждым шагом окно подсказывает, что делать:

1. Наденьте крышку на объектив. Уровень чёрного измеряется при нулевом усилении.
2. Снимите крышку. Усиление повышается, пока самый яркий цвет не достигнет 90 процентов полной шкалы, а остальные цвета подгоняются к нему. Поставьте перед камерой сцену при том же освещении, что и в реальной работе. Белый лист не нужен: баланс выполняется по серым и белым участкам самой сцены.
3. Снова наденьте крышку: уровень чёрного измеряется повторно при новом усилении.
4. Снимите крышку: баланс устанавливается ещё раз, и всё готово.

Отнеситесь серьёзно к третьему шагу. Если его пропустить, тёмный край изображения останется настроенным под старое усиление.

А матричные камеры?

В панели матричной камеры есть общие Brightness и Contrast, а также группа Black Level. При отмеченной опции Auto камера сама калибрует уровень чёрного. Если оставить её неотмеченной, смещение задаётся вручную ползунком от 0 до 1023. Если чёрное обрезается до абсолютно чёрного, поднимите ползунок. Если выглядит серым — опустите.

Типичные ошибки

• Калибровка чёрного, когда вокруг крышки объектива просачивается свет.
• Изменение усиления после калибровки без повторного измерения уровня чёрного.
• Установка Pedestal в ноль, чтобы изображение выглядело чернее.

Не забывайте и о правильном порядке: сначала настройте экспозицию так, чтобы ничего не насыщалось, затем переходите к этим настройкам.

Краткий общий материал о сенсорах изображения: Википедия (на английском).

Если после калибровки вы всё ещё видите цветовой оттенок или серое чёрное, свяжитесь с нами через форму обратной связи.