4.8. Hiệu chuẩn trên cảm biến

Đầu ra thô của một tế bào điểm ảnh chưa sẵn sàng để sử dụng. Một số hiệu chỉnh được áp dụng cho nó trước khi dữ liệu rời khỏi cảm biến -- một phần trong silicon của chip, một phần trong mã driver lập trình chip -- để xử lý các điểm không hoàn hảo mà cảm biến đưa vào trong quá trình. Chúng chạy theo một thứ tự cố định trên mỗi khung hình: đầu tiên là cắt tỉa nhiễu mẫu cố định (FPN) theo cột, sau đó trừ mức đen, rồi hiệu chỉnh điểm ảnh lỗi, rồi hiệu chỉnh bóng ống kính. Biết mỗi bước làm gì là quan trọng vì ảnh đến mã người dùng đã trải qua tất cả các bước đó.

4.8.1. Hiệu chỉnh FPN theo cột

Mỗi cột của cảm biến có bộ khuếch đại và ADC cột riêng của nó, và các biến đổi nhỏ trong sản xuất giữa chúng có nghĩa là mỗi cột đọc hơi khác so với các cột lân cận. Nếu không được hiệu chỉnh, mẫu cố định này xuất hiện dưới dạng các vệt dọc mờ trong đầu ra -- các vệt này không đổi từ khung hình này sang khung hình khác vì chúng đến từ silicon chứ không phải từ cảnh. Cảm biến đo độ lệch và độ khuếch đại từng cột tại nhà máy, lưu trữ chúng trong ROM hiệu chuẩn của nó, và áp dụng chúng mỗi lần đọc ra trước khi bất kỳ hiệu chỉnh nào khác chạy. Làm điều này trước tiên cho phép phần còn lại của đường ống giả định mỗi cột hoạt động theo cùng một cách, bao gồm các điểm ảnh tham chiếu tối mà hiệu chuẩn mức đen sử dụng tiếp theo.

4.8.2. Hiệu chuẩn mức đen

Giá trị không của ADC -- số đếm kỹ thuật số tương ứng với photodiode trống -- không hoàn toàn ổn định. Nó trôi dạt theo nhiệt độ, theo biến động điện áp cung cấp, và hơi từ điểm ảnh này sang điểm ảnh khác. Nếu không được hiệu chỉnh, một khung hình hoàn toàn tối sẽ không đọc ra là không; mỗi điểm ảnh sẽ mang một độ lệch tối dương nhỏ.

Cách khắc phục tiêu chuẩn là bao gồm các hàng hoặc cột ở rìa cảm biến được che phủ vật lý bởi kim loại để ánh sáng không bao giờ đến được chúng. Số đếm kỹ thuật số của chúng cho ra tham chiếu tối thực sự trong điều kiện vận hành hiện tại. Cảm biến đọc các điểm ảnh được che phủ đó mỗi khung hình, tính trung bình chúng theo hàng hoặc cột, và trừ giá trị trung bình khỏi mọi điểm ảnh khác. Các điểm ảnh sáng khi đó cho ra số đếm bằng không cho photodiode không được chiếu sáng, bất kể nhiệt độ hay trôi dạt điện áp cung cấp.

4.8.3. Hiệu chỉnh điểm ảnh lỗi

Một phần nhỏ điểm ảnh trong bất kỳ cảm biến nào đều bị lỗi -- chúng đọc ra một giá trị không đổi (bị kẹt cao hoặc bị kẹt thấp) bất kể lượng ánh sáng đến chúng là bao nhiêu. Một số lỗi đến từ biến đổi sản xuất, và nhiều lỗi hơn tích lũy dần theo thời gian sử dụng cảm biến (va chạm của tia vũ trụ trong thời gian vận hành dài thường là nguyên nhân).

Các cảm biến hiện đại xử lý điều này trong thời gian thực bằng một bộ lọc không gian nhỏ. Mỗi khung hình, mỗi điểm ảnh được so sánh với các điểm ảnh lân cận cùng màu; bất kỳ điểm ảnh nào nằm đủ xa ngoài trung vị cục bộ để trở nên không hợp lý đều được thay thế bằng một giá trị dẫn xuất từ những điểm ảnh lân cận đó. Bộ lọc bắt cả lỗi nhà máy và những lỗi phát sinh sau này, mà không cần bản đồ điểm ảnh xấu đã hiệu chuẩn theo từng cảm biến, và lỗi không thể nhìn thấy trong đầu ra.

4.8.4. Hiệu chỉnh bóng ống kính

Độ rơi cos⁴ kết hợp với vignetting cơ học từ vỏ ống kính cho mỗi khung hình chưa được hiệu chỉnh một bóng tối góc đáng chú ý. Phần cứng hiệu chỉnh bóng ống kính (LSC) trên cảm biến bù đắp bằng cách nhân mỗi điểm ảnh với một độ khuếch đại phụ thuộc vào vị trí của nó trong khung hình -- 1.0 ở trung tâm, tăng dần đều về phía các góc để theo nghịch đảo của đường cong rơi được đo.

Cảm biến cung cấp phần cứng nhân, nhưng bản đồ độ khuếch đại là trách nhiệm của MCU. Driver ghi bản đồ vào các thanh ghi LSC của cảm biến khi khởi động, từ hiệu chuẩn mà driver lưu trữ hoặc từ một phép đo mới so với mục tiêu tham chiếu phẳng. Một số cảm biến nén bản đồ thành một tập hợp nhỏ các hệ số đa thức để các thanh ghi trên chip có thể chứa nó.

LSC phụ thuộc vào ống kính. Thay ống kính làm thay đổi đường cong rơi, vì vậy bản đồ LSC được hiệu chuẩn cho một ống kính sẽ không khớp với ống kính khác -- bản đồ áp dụng sai trông như các góc tối (hiệu chỉnh thiếu) hoặc các vùng sáng góc (hiệu chỉnh thừa).