Le variazioni di luminosità sull’intera inquadratura dell’immagine sono comuni nei sistemi per l’elaborazione dell’immagine. Le motivazioni sono molteplici. Una distribuzione disomogenea della luminosità influisce negativamente sugli algoritmi, quali il riconoscimento dell’oggetto o la lettura dei codici, che eseguono determinati task nel sistema per l’elaborazione dell’immagine.
“La correzione Flat-Field è una procedura per il miglioramento della qualità nell’elaborazione digitale delle immagini. L’obiettivo consiste nel rimuovere gli artefatti delle immagini 2D causati dalle variazioni nella sensibilità pixel-pixel del rilevatore e/o dalle distorsioni nel percorso ottico. Si tratta di una procedura di taratura standard in tutti i settori, dalle telecamere digitali tascabili ai telescopi giganteschi. Per Flat Fielding si intende il processo di compensazione di diverse amplificazioni e correnti oscure in un rilevatore. Se un rilevatore è adeguatamente tarato, un segnale uniforme genera un’immagine di partenza uniforme (anche un campo piatto). Ciò significa che ogni altro segnale è riconducibile al fenomeno riconosciuto e non a un errore sistematico.”
Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Flat-field_correction [05.06.2018]
Osservare i limiti degli algoritmi. Le differenze di luminosità in un’immagine superiori al 25% fino al 30% indicano una scelta sbagliata dei componenti. Occorrerebbe quindi considerare la sostituzione dei componenti di sistema poiché l’algoritmo probabilmente non restituisce i risultati previsti.
Nota
Per ottenere i migliori risultati occorre eseguire le misurazioni nel reale ambiente del sistema per l’elaborazione dell’immagine. Tenere presente che è possibile ridurre solo gli effetti statici. Sostituendo anche lente, diaframma o sorgente luminosa, occorre procedere alla nuova taratura del sistema.
Dopo aver regolato il sistema per l’elaborazione dell’immagine e configurato le impostazioni desiderate per diaframma e tempo di esposizione, seguire l’esempio per creare due record di dati: uno per l’immagine più scura (campo scuro) e uno per quella più chiara (campo chiaro).
Nell’esempio vengono acquisite diverse immagini per ogni record di dati e successivamente viene generato il valore medio per ridurre il rumore del sensore. Queste immagini medie forniscono i dati necessari per il calcolo della correzione dell’immagine.
Per la taratura è necessaria una superficie bianca e pulita (es. un foglio di carta bianco), eventuali artefatti (quali sporcizia o addirittura la texture della carta) possono essere visibili dopo la taratura. La superficie bianca deve coprire l’intera superficie da tarare. L’ideale sarebbe un target di prova tarato ma non è obbligatorio.
Tale fase è opzionale per ottenere una correzione Flat-Field completa. È possibile saltare questa fase se risulta necessaria solo una correzione Shading. Tale taratura è necessaria solo una volta per ciascuna telecamera.
Nota
Utilizzando target non ideali (es. carta) è possibile che le strutture o gli imbrattamenti del target si delineino nell’immagine corretta. In questo caso è possibile utilizzare i filtri Median e Box offerti da Baumer GAPI per ridurre gli artefatti indesiderati sull’immagine corretta. I filtri devono essere utilizzati solo in caso di emergenza poiché possono influenzare negativamente la correzione Shading.
Esempio per l’utilizzo dei filtri:
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);
Le misurazioni eseguite nella fase 1 possono essere utilizzate per la correzione delle immagini acquisite. Solitamente tale correzione viene integrata nell’applicazione di elaborazione delle immagini; l’esempio mostra la procedura da seguire.
I dati calcolati consentono due tipi diversi di correzione dell’immagine. Indicando un campo scuro e uno chiaro viene calcolata la correzione Flat-Field. Utilizzare solo il riferimento della luce, la correzione Shading viene calcolata.
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