CCD常见术语

Greateyes CCD相机使用指南(2)

2020-03-02 16:10:53 19

Greateyes CCD相机有哪些图像校正(Image Correction)方法

1)        暗电流校正(Dark Current Correction

Greateyes CCD相机每行像素左右设置有几个暗像素(哑像素),这些像素被遮盖,不感光,用于测量曝光过程中累积的暗电流电子数,以这些哑像素的暗电流电子数校正像素行的暗噪声差异。

2)        坏像素校正(Bad Pixel Correction

对少量感光灵敏度下降的像素,grateyes采用插值法校正这些像素,即用坏像素周围的像素计数值乘以输入的系数值当做坏像素的计数值。

3)        本底校正(Background Correction

本底图像像素的计数值来自两个部分:一个是暗电流,一个是环境光(没有要测量的光源存在时的光)。如果能完全屏蔽环境光,则只会有与曝光时间长短有关的暗电流产生计数。显然,本底图像是随时间变化的。因此Greateyes图像获取控制软件提供了两种方式本底图像获取方式:

a.         获取多帧图像前,获取一帧本底图像,曝光时间与要获取多帧图像的曝光时间相同。将这幅本底图像作为所有图像的本底,予以扣除。

b.         获取多帧图像时,每帧图像获取前,都获取一帧本底图像,曝光时间同每帧要获取的图像。每帧都有单独的本底图像。

a适合环境比较稳定(环境温度很稳定、环境光无显著变化)的情形;b则相反。

什么是平场校正(Flat Field Correction

1)        理想情况下,没有光照射时,CCD相机各像素计数值(灰度值)应该为0,但实际上不为0,且各不相同。原因有1). 偏置的存在,即曝光时间为0,仍有计数值;2).曝光时间非0时,有暗电流,且各像素的暗电流不一致。对家用CCD相机来说,因为在常温下工作,特别明显。科学级CCD一般工作在低温下,暗电流的影响较小。

如曝光前先测量相同曝光时间的本底图像,曝光后扣除本底,也就是进行了偏置校正。

2)        理想情况下,CCD受某个波长、强度均匀的光均匀照射时,得到图像各像素的计数值(灰度值)应该相等,但实际上各像素的值往往会有较大差异。这是因为各像素的响应不一致,即各像素对相同波长的光的量子效率不一致。

3)        其它因素导致的不均匀性。例如,如果像素上装有微透镜,微透镜产生的不均匀性。

也就是说,对给定波长的光,当横坐标x为入射光子数、纵坐标y为光生电子数时,CCD像素的实际响应曲线是一条截距为正的直线(对给定波长的光,响应曲线理论上是一条直线),这条直线的斜率和截距各个像素是不同的。

所谓的平场校正就是校正这些不一致性。平场校正就是通过改变每个像元响应直线的斜率(即信号增益Gain)和偏移(即信号偏移量Offset),使所有像素点的响应直线相同。

最常用的平场校正方法是“两点校正法”,方法的前提是像素响应为线性(直线)。

l  首先相机对暗场(即无光照射)进行一次曝光,得到每个像元的偏移(Offset);接下来在均匀光照条件曝光,得到均匀场图像,最好能够使所有像素的计数值接近满井容量;

l  最后用均匀光场图像减去暗场图像,用相减后图像的像素技术平均数值除以各像素计数值,得到增益(Gain)校正系数,将各像素的校正系数保存下来。

l  图像校正:实际获取图像时,先获取相同曝光时间的本底图像,再获取图像,扣除本底图像,扣除本底后的图像各像素计数值乘以校正系数,就得到校正后的图像。



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