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阿尔特龙中的暗场与白场校准以及镜头暗角校正
做一个简单的实验。把相机对准一个完全均匀的白色表面,然后观察图像。很可能中心比四角稍亮一些。仔细观察,您还会看到一些列或像素与相邻的略有不同。表面是均匀的,图像却不是。 阿尔特龙中的暗场与白场校准 正是为了消除这种差异而设计的,同时还能补偿镜头四角的暗角。

这种不均匀从何而来?
它有两个主要来源。第一个是传感器本身。即使在完全黑暗中,每个像素给出的数值也略有不同。在相同光照下,各像素的灵敏度也并非完全一致。第二个来源是镜头。任何镜头在边缘处透过的光都较少,这种现象称为暗角(vignetting)。不均匀的照明也会产生同样的效果。
在测量和检测中,其结果是同一物体在角落处的读数比在中心处更暗。您为检测缺陷设置的阈值会在边缘处产生虚假缺陷。这是一种系统误差,而不是噪声,只需一次校准即可消除。
该节点在图编辑器中名为 FlatFieldCorrection,其设置面板以 Correction (Dark & Gain) 为标题打开。它适用于线扫描相机和面阵相机。现成的线扫描相机图中已包含该节点;对于面阵相机,请在图编辑器中添加它。该节点一次完成两项校正:
因此,通常不需要单独处理四角变暗的问题。用实际镜头和照明拍摄的白场图已经包含了这一因素。
- 将曝光和增益设置为实际工作中使用的值。用其他设置拍摄的参考图会导致校正错误。
- 盖上镜头盖或完全遮挡所有光线。按 Capture Dark,在帧被平均的同时稍候片刻,然后按 Stop Dark。暗场图随即建立并应用,程序会询问 dark.corr 文件的保存位置。
- 取下镜头盖,在相机前放置一块均匀的白色表面,且不能有饱和区域。按 Capture White,然后按 Stop White,并保存 white.corr 文件。
- 每次采集或加载映射图后,Apply Offset 和 Apply Gain 复选框都会自动勾选。
之后无需重新校准。使用 Load Dark 和 Load White 分别从 corr 文件加载各个映射图。Clear All 会同时清除两个映射图。
White to 选项设置白色场景在校正后应达到的电平:
更改此选项或文件路径后,请按 Apply,使设置传递到节点。
有时在整条扫描线宽度上放置一个均匀的白色表面并不现实。针对线扫描相机,我们提供 LSHC-Lens Shading Correction 节点。它唯一的设置是 Strength (%),默认值 0 表示关闭。该节点会向扫描线两端提高增益,以补偿镜头造成的暗角。这种补偿是近似的,实测的白场映射图总是更准确。
从较小的数值开始,逐步调高,直到边缘与中心亮度持平。如果边缘变得比中心更亮或出现颗粒感,说明 Strength 过高。
- 采集白场参考时使用的曝光比实际工作时更短或更长。
- 白色表面有斑点、纹理或反光。其中的任何不均匀都会被记录到校正图中,并出现在之后的每一幅图像上。
- 将此校正放在伽马或锐化之后。传感器的物理校正必须位于任何外观调整之前,否则结果会在无提示的情况下出错。
- 关闭 white.corr 保存窗口而未保存。映射图暂时可用,但下次打开程序时就会丢失。
每当更换镜头、光圈或照明时,请重新采集白场参考。白场图只适用于制作它时所用的镜头和照明组合。
有关平场校正的更一般性说明,请参阅 维基百科(英文).