Introdução
Flutuações de brilho em toda a secção da imagem não são incomuns em sistemas de processamento de imagem. Há várias razões para isso. No entanto, uma distribuição não homogénea de brilho tem um efeito negativo sobre algoritmos como a deteção de objetos ou a leitura de códigos que executam certas tarefas no sistema de processamento de imagem.
"A correção de campo plano é um método para melhorar a qualidade no processamento de imagem digital. O objetivo é remover artefatos de imagens 2D causados por flutuações na sensibilidade pixel a pixel do detetor e/ou por distorções no caminho ótico. É um procedimento de calibração padrão em tudo, desde câmaras digitais de bolso a telescópios gigantes. O campo plano é o processo de compensação de diferentes amplificações e fluxos escuros num detetor. Se um detetor for calibrado em conformidade, um sinal uniforme gera uma imagem de saída uniforme (ou seja, um campo plano). Isso significa que cada sinal adicional pode ser rastreado até ao fenómeno detetado e não a um erro sistemático."
Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Flat-field_correction [05/06/2018]
Observe as limitações dos algoritmos. As diferenças de brilho numa imagem de mais de 25% a 30% indicam uma seleção incorreta dos componentes. Portanto, deve considerar a alteração dos componentes do sistema, pois o algoritmo pode não fornecer os resultados esperados.
Etapa 1: calibração da imagem
Nota
Para melhores resultados, as medições devem ser realizadas no ambiente real do sistema de processamento de imagem. Tenha em atenção que apenas os efeitos estáticos podem ser reduzidos. Portanto, se mudar a lente, a abertura ou a fonte de luz, terá de recalibrar o sistema.
Após configurar o seu sistema de processamento de imagem e definir as configurações desejadas para abertura e tempo de exposição, o exemplo orienta-o para gerar dois conjuntos de dados: um para a imagem mais escura (campo escuro) e outro para a imagem mais clara (campo claro).
No exemplo, são capturadas várias imagens para cada registo de dados e a seguir o valor médio é calculado, para reduzir o ruído do sensor. Estas imagens médias fornecem os dados necessários para calcular a correção da imagem.
Para a calibração, precisa de uma superfície limpa e branca (por exemplo, uma folha de papel branca), quaisquer artefactos (como sujidade ou até mesmo a textura do papel) podem ser visíveis após a calibração! A área branca deve cobrir toda a superfície a ser calibrada. Um alvo de teste calibrado seria ideal, mas não é absolutamente necessário.
Configurar o sistema de processamento de imagem
- Ajuste o seu sistema de processamento de imagem com câmara, lente e fontes de luz para a sua aplicação.
- Configure o tempo de exposição, abertura e intensidade das fontes de luz de acordo com a sua aplicação.
- Defina um tempo de exposição fixo para não saturar a imagem. Isso pode ser feito com a ajuda do Baumer Camera Explorer (vista de histograma, F7). Para minimizar o ruído, certifique-se de que o ganho da imagem esteja definido para o valor mais baixo possível.
Configurar o campo escuro
Esta etapa é opcional para obter uma correção de campo plano completa. Se precisa apenas de uma correção de sombreamento, pode saltar esta etapa. Esta calibração é necessária apenas uma vez para cada câmara.
- Faça a compilação e inicie a aplicação 016_FlatField_Calculation.cpp num local adequado.
- Enquanto configura o campo escuro, não deve incidir nenhuma luz sobre o sensor da câmara. A melhor maneira de conseguir isso é cobrir a lente com a respetiva tampa ou remover a lente e colocar a tampa protetora fornecida.
- Comece a registar o campo escuro pressionando "D".
- A aplicação grava algumas imagens e guarda os dados de referência calculados como uma imagem Baumer Raw (dark_field_reference.brw) na pasta de exemplo. Os ficheiros Brw podem ser abertos no Baumer Camera Explorer.
- Se a calibração e os cálculos forem bem-sucedidos, receberá uma mensagem correspondente. No caso de uma mensagem de erro, verifique as configurações do seu sistema de processamento de imagem novamente e repita o processo.
Configurar o campo claro
- Agora tem de configurar o campo claro. Remova a tampa da lente ou coloque a lente de volta e ligue todas as fontes de luz configuradas.
- Se a iluminação do seu sistema for direcionada para a câmara (por exemplo, para capturar a forma 2D de um objeto), remova todos os objetos do campo de visão do sistema de processamento de imagem. Ou então, coloque uma folha de papel totalmente branca onde o objeto está. Certifique-se de que a folha cobre todo o campo de visão!
- Comece o exemplo compilado novamente e pressione "L" para gravar o campo claro.
- Também aqui os dados de referência calculados são guardados como uma imagem Baumer Raw (light_field_reference.brw) na pasta de exemplo.
- Se a calibração e os cálculos forem bem-sucedidos, receberá uma mensagem correspondente. No caso de uma mensagem de erro, verifique as configurações do seu sistema de processamento de imagem novamente e repita o processo.
- Agora pode usar as duas imagens de referência para corrigir as imagens gravadas pelo seu sistema de processamento de imagem.
Nota
Ao usar alvos não ideais (por exemplo, papel), é possível que as estruturas ou impurezas do alvo possam ser vistas na imagem corrigida. Neste caso, os filtros de mediana e de caixa oferecidos pelo Baumer GAPI podem ajudar a reduzir artefactos indesejados na imagem corrigida. Os filtros devem ser usados apenas em caso de emergência, pois têm um impacto negativo na correção de sombreamento.
Exemplo de utilização do filtro:
bo_uint r = m_pShading->GetFilter(BGAPI2::Ext::Sc::Shading::BoxFilter, true);
bo_uint rMin = m_pShading->GetFilterMin(BGAPI2::Ext::Sc::Shading::BoxFilter, true);
bo_uint rMax = m_pShading->GetFilterMax(BGAPI2::Ext::Sc::Shading::BoxFilter, true);
// Set median-filter radius for light reference
m_pShading->SetFilter(BGAPI2::Ext::Sc::Shading::MedianFilter, true, 1);
// Set box-filter radius for light reference
m_pShading->SetFilter(BGAPI2::Ext::Sc::Shading::BoxFilter, true, 2);
Etapa 2: correção de imagem
As medições feitas na etapa 1 agora podem ser usadas para corrigir as imagens gravadas. Esta correção é geralmente integrada na aplicação de processamento de imagem; o exemplo mostra-lhe como pode fazer isso.
Os dados calculados permitem dois tipos diferentes de correção de imagem. Ao especificar um campo escuro e um campo claro, é calculada a correção de campo plano. Se usar apenas a referência de luz, é calculada a correção de sombreamento.
- Configure o seu sistema de processamento de imagem conforme pretendido e posicione o objeto conforme desejado.
- Faça a compilação e inicie a função da aplicação 017_FlatField_Correction.cpp num local adequado.
- Certifique-se de que as referências dark_field_reference.brw e light_reference.brw estão na sua pasta de exemplo.
- Pressione qualquer tecla para iniciar a gravação.
- O exemplo grava uma imagem que é guardada como original e numa versão corrigida na sua pasta de exemplos, com o nome imageSample.brw. Os ficheiros brw podem ser abertos e convertidos com o Baumer Camera Explorer.
Suporte
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