Đây có phải là một phương pháp chính xác để điều chỉnh nhiễu mẫu cố định?

Tôi hiện đang tham gia vào một dự án liên quan đến lập trình một cảm biến hình ảnh. Cảm biến của chúng tôi đang cho chúng tôi tiếng ồn, vì vậy chúng tôi muốn sửa cho nó. Một số người khác trong dự án đã nảy ra ý tưởng chụp ảnh "đen", tức là đặt nắp ống kính lên và chụp một bức ảnh có nghĩa là toàn màu đen. (Rõ ràng đó không phải là do nhiễu) Tại thời điểm này trong các lần chụp tiếp theo, anh ta lấy các giá trị pixel từ hình ảnh đen và trừ chúng khỏi hình ảnh được chụp thường xuyên.

Hình ảnh trông đẹp hơn và hầu hết nhiễu được loại bỏ, tuy nhiên tôi không tin rằng đây là cách tiếp cận tốt nhất để loại bỏ nhiễu do những điều sau:

Phạm vi của hình ảnh cố định là [-172 194] (366 giá trị), so với phạm vi tiêu chuẩn là [0 255]. Khi được vẽ lại, nó sẽ được chuyển về [0 255] và nó có vẻ tốt hơn, tuy nhiên tôi tin rằng điều này không chính xác.

Tôi nên đề cập rằng hình ảnh mới được chụp trong điều kiện ánh sáng yếu.

Là phương pháp này đúng để loại bỏ tiếng ồn? Tại sao hay tại sao không?

Hình ảnh màu đen là tổng của một mẫu cố định và nhiễu tối (rất có thể tuân theo phân phối bình thường vì nó thường phát sinh từ các dao động hiện tại). Bạn muốn trừ mẫu cố định, nhưng không phải nhiễu tối - trừ nhiễu ngẫu nhiên khỏi tín hiệu chỉ đơn giản là tăng nhiễu tổng thể, và do đó làm giảm chất lượng tín hiệu.

Để có được ước tính tốt cho mẫu cố định, bạn nên chụp số lượng khung hình lớn (giả sử 25, mặc dù 100 tất nhiên sẽ khiến bạn chỉ có một nửa nhiễu) và tính trung bình cho chúng. Vì tiếng ồn tối (không nên) không được xử lý kịp thời, nên nó sẽ giảm trung bình, do đó bạn để lại một mẫu cố định có độ nhiễu thấp mà bạn có thể trừ khỏi hình ảnh trong tương lai của mình và điều đó sẽ không làm tăng nhiễu trong hình ảnh của bạn.

Lưu ý rằng mẫu cố định thường phụ thuộc vào thời gian phơi sáng (ví dụ, camera CCD có thể tích lũy electron trong các hoạt động của ca), do đó bạn sẽ phải thực hiện hiệu chuẩn cho mỗi lần phơi sáng. Nếu bạn thay đổi thời gian phơi sáng thường xuyên và nếu điều đó khả thi, bạn có thể thiết lập thử nghiệm của mình để chụp một loạt các khung tối sau mỗi thử nghiệm, điều đó có nghĩa là bạn sẽ hiệu chỉnh cho từng thử nghiệm.

Nếu bạn trừ khung tối có độ nhiễu thấp (tức là trung bình), bạn sẽ nhận được một số giá trị âm (vì nhiễu tối xảy ra trong quá trình thu nhận hình ảnh có thể có giá trị âm), nhưng phạm vi hình ảnh của bạn sẽ không tăng đáng kể. Nếu đúng như vậy, đó là dấu hiệu cho thấy bạn không có trung bình đủ các khung tối hoặc mẫu cố định đã thay đổi do bạn đang sử dụng thời gian phơi sáng khác.

Cách tiếp cận này là hợp lệ và trên thực tế được sử dụng trong một số máy ảnh cao cấp: đầu tiên cảm biến sẽ chụp một bức ảnh với màn trập đóng và trừ nó vào bức ảnh "thật". Điều này có hai lợi thế:

• nó sửa nhiễu mẫu cố định
• nó làm cho hình ảnh tuyến tính

Phương pháp này có thể cho kết quả khác nhau cho thời gian tiếp xúc khác nhau.

Các nhiễu quang tử không bị ảnh hưởng.

Tôi nghĩ rằng điều này phụ thuộc vào cảm biến bạn đang sử dụng.

Bạn có thể chụp một loạt ảnh (ví dụ 10000) với nắp ống kính và so sánh độ lệch trung bình / độ lệch chuẩn cho từng pixel. Nếu có thể, bạn có thể làm tương tự cho hình ảnh "sáng" thống nhất (không phơi sáng quá mức, chỉ cần độ sáng đồng đều).

Nếu có sự khác biệt đáng kể giữa "phương tiện tối", trừ đi ý nghĩa tối cho mỗi pixel là một ý tưởng hay. Nếu có sự khác biệt đáng kể giữa (trung bình sáng - trung bình tối) cho mỗi pixel, thì việc chia cho "hình ảnh trắng trung bình" đó cũng có thể là một sự cải tiến.

Nhưng bạn thực sự phải thực hiện những thống kê này để tìm hiểu điều gì có ý nghĩa.

Thông thường, các giá trị âm nên được rút ngắn về 0 khi bạn trừ khung tối.

Tôi ngạc nhiên rằng phép trừ khung tối cung cấp cho bạn các giá trị -172. Nó có nghĩa là:

• Độ ồn của bạn cao - ít nhất là 172 ở đâu đó
• Tiếng ồn của bạn thay đổi rất nhiều từ khung hình này sang khung hình khác. Trong trường hợp này, phép trừ khung tối không hiệu quả lắm.

Bạn có thể đăng hình ảnh của một khung hình bình thường, khung tối và sau đó là phiên bản bị trừ không?