Hluk s pevným vzorem - Fixed-pattern noise

Informace o pevném šumu ve videoprojektorech viz Efekt obrazovky a dveří.

Hluk s pevným vzorem (FPN) je termín daný konkrétnímu šumovému vzoru na digitální zobrazování senzory, které jsou často patrné během snímků s delší expozicí, kde jsou určité pixely náchylné k tomu, aby poskytovaly jasnější intenzity nad obecným šumem pozadí.

Přehled

FPN je obecný pojem, který identifikuje časově konstantní boční nerovnoměrnost (tvořící konstantní vzor) v zobrazovacím systému s více detektory nebo obrazovými prvky (pixelů ). Je charakterizován stejným vzorem „horkých“ (jasnějších) a studených (tmavších) pixelů, ke kterému dochází u snímků pořízených za stejných podmínek osvětlení v zobrazovacím poli. Tento problém vyplývá z malých rozdílů v individuální citlivosti pole senzorů (včetně jakýchkoli místních fází po zesílení), které mohou být způsobeny změnami velikosti pixelu, materiálu nebo interferencí s místními obvody. Může to být ovlivněno změnami prostředí, jako jsou různé teploty, doby expozice atd.

Pojem „hluk s pevným vzorem“ se obvykle vztahuje ke dvěma parametrům.[1] Jedním z nich je nerovnoměrnost tmavého signálu (DSNU), což je posunutí od průměru napříč zobrazovacím polem při konkrétním nastavení (teplota, doba integrace), ale žádné vnější osvětlení a nerovnoměrnost fotografie (PRNU), která popisuje zisk nebo poměr mezi optickým výkonem na pixelu a výstupem elektrického signálu. Ta je často zjednodušena jako jediná hodnota měřená např. 50% úroveň nasycení, z čehož vyplývá lineární aproximace nelineární nelineárnosti fotonické odezvy (PRNL).[2] PRNU, jak je definováno výše, se často dělí na čistý „(offset) FPN“, což je část nezávislá na teplotě a době integrace, a doba integrace a teplota závislá na „DSNU“.

Někdy pixelový šum[3] protože je specifikována průměrná odchylka od průměru pole za různých podmínek osvětlení a teploty. Šum pixelu proto dává číslo (běžně vyjádřené v rms ), který identifikuje FPN za všech povolených zobrazovacích podmínek, což by se mohlo silně zhoršit, pokud by byl zahrnut další elektrický zisk (a šum). Nedávná použití PRNU zahrnují opatření k boji proti pirátství filmů.

V praxi dlouhá expozice (doba integrace) zdůrazňuje inherentní rozdíly v pixelové odezvě, takže se mohou stát viditelnou vadou a degradovat obraz. Ačkoli se FPN výrazně nezmění u řady snímků, může se lišit s dobou integrace, teplotou zobrazovače, ziskem zobrazovače a dopadajícím osvětlením, není vyjádřen v náhodném (nekorelovaném nebo měnícím se) prostorovém rozložení, které se vyskytuje pouze u určitého fixního pixelu umístění.

Potlačení FPN

FPN běžně potlačuje korekce plochého pole (FFC), který používá DSNU a PRNU k lineární interpolaci a redukci místní fotografické odezvy (nejednotný PRNL) na průměr pole. Proto jsou pro získání hodnot nutné dvě expozice se stejným osvětlením napříč polem (jedna bez světla a druhá blízká sytosti). Tato korekce je obvykle velmi citlivá na úpravy parametrů systému (tj. Doba expozice, teplota). Hlavní výzvou je generovat ploché osvětlení pole pro krátkodobé expozice a vlnové délky, aby se tomu zabránilo flíček (v monochromatických světelných podmínkách) a statistické výkyvy světelného proudu, které jsou nejzřetelnější v krátkých integračních časech.

Existuje mnoho patentů a metod ke snížení nebo odstranění šumu s pevným vzorem v digitálních zobrazovačích[Citace je zapotřebí ] . Specificky pro potlačení "offsetu FPN", jak je definováno výše, existují techniky potlačení na čipu, jako např korelovaný dvojitý výběr.

Viz také

Reference

  1. ^ Elektronické bednění pro vysokorychlostní aplikace strojového vidění CMOS http://www.automaatioseura.fi/jaostot/mvn/mvn2007/parameter.html Archivováno 2009-10-15 na Wayback Machine
  2. ^ „Standard pro měření a prezentaci specifikací pro snímače a kamery pro strojové vidění“ (PDF). emva.org. Evropská asociace strojového vidění.
  3. ^ Zpráva o pokroku komerčního průzkumu senzoru Radiační testování http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/40825/1/08-22.pdf Archivováno 2009-04-14 na Wayback Machine

Poznámky

externí odkazy