14 Externe wissenschaftliche Einrichtungen
Permanent URI for this collectionhttps://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/15
Browse
1 results
Search Results
Item Open Access Fixed-Pattern-Korrektur von HDRC-Bildsensoren(2006) Schneider, Verena; Höfflinger, Bernd (Prof.)Aufnahmen mit gängigen Bildsensoren sind in sehr hellen Bereichen weiß gesättigt und haben im Dunkeln eine schlechte Kontrastauflösung, so dass sie dort schwarz gesättigt erscheinen. Der in dieser Arbeit untersuchte HDRC-Bildsensor nimmt dagegen einen extremen Helligkeitsbereich von über 7 Dekaden ohne Weißsättigung und mit guter Kontrastauflösung im Dunkeln auf. Bei diesem hohen Umfang von Signalwerten machen sich aber örtliche physikalische und fertigungstechnische Abweichungen der Pixelkennlinien in einem Flächensensor mit z.B. 300 000 Pixel bemerkbar: Bei gleichförmiger Beleuchtung entsteht ein „gesprenkeltes“ Bild. Dieses Fixed-Pattern ist statistisch über dem Sensor verteilt. Die optimalen Korrekturparameter sind abhängig von der Helligkeit und der Temperatur, was insbesondere für den Einsatz dieser Bildsensoren in rauer Umgebung (Produktionsanlagen, Automobil) kritisch ist. Die Korrektur in Echtzeit bei 32 Bildern/Sekunde über den gesamten Helligkeits- und Temperaturbereich dieser HDRC-Bildsensoren war das Ziel dieser Arbeit. Es gibt bereits Verfahren, die das örtliche Rauschen im Hellen korrigieren. Die signifikante Temperaturabhängigkeit wie auch das Verhalten im Dunkeln wurden dagegen noch nicht betrachtet. Erstmals realisiert diese Arbeit eine Methode, die an der Dunkelgrenze sowie durchgängig über den gesamten Dynamikbereich von 7 Dekaden gute Korrekturergebnisse erzielt. Zudem ermöglicht das neue, auf dem physikalischen Modell des Pixels basierte Verfahren, erstmals die Korrektur des örtlichen Rauschens über einen weiten Temperaturbereich. Ergebnisse werden für 0°C bis 80°C vorgelegt. Die Strategie und die Realisierung des Verfahrens basieren auf der Ökonomie und Geschwindigkeit digitaler Speicher- und Rechenverfahren, so dass im Kamerakopf die Korrektur in Echtzeit mit 32 Bilder / Sekunde bei VGA-Auflösung (300 000 Pixel) möglich ist. Ein entsprechender echtzeitfähiger Prototyp wurde in Hardware aufgebaut und bei verschiedenen Temperaturen getestet.