Ungleichförmigkeit des Dunkelsignals (System ohne Korrektur) bei 5 s Integrationszeit und 25°C Umgebungstemperatur
LMK KAMERA KALIBRIERUNG
Hin zu einer kalibrierten Leuchtdichtemesskamera/ICMD-System
Leuchtdichtemesskameras (kurz IxMD) bestehen aus einer Digitalkamera, optischen Filtern für die spektrale Anpassung, (auswechselbaren) Objektiven und zusätzlichen Neutraldichtefiltern. Das Ziel ist die Messung der zweidimensionalen Projektion der Leuchtdichte-/Farbverteilung eines Prüflings, mit oder ohne geometrische Kalibrierung.
Für die Datenauswertung müssen alle nicht-idealen Eigenschaften des Systems korrigiert werden, und man benötigt eine Zuordnung zu international vereinbarten Normen (z.B. Leuchtdichte), üblicherweise unter Verwendung von Kalibrierungsfaktoren. Zu diesem Zweck benötigt die Software, die das IxMD steuert, ein Modell und Modellparameter. Die Schätzung der Modellparameter ist das Ziel der individuellen Anpassung eines Messsystems. Durch die zusätzliche Kalibrierung wird das Ergebnis der Justierung überprüft und angegeben, einschließlich der damit verbundenen Messunsicherheit, die durch die Messung definierter Indexwerte verifiziert wird.
Die folgenden Messungen werden individuell für jedes System und jedes Objektiv durchgeführt. Nur einige wenige Messungen sind systemspezifisch und können einmal für einen Systemtyp durchgeführt werden.
f3,0 — Eigenschaften des Dunkelsignals
Messung und Charakterisierung der Dunkelsignaleigenschaften eines Systems, einschließlich Dunkelsignal, Ungleichförmigkeit des Dunkelsignals und fehlerhafte Pixel.
Alle Eigenschaften des Dunkelsignals werden zur Korrektur übernommen und die Nachweisgrenze berechnet (relativ oder unter Verwendung eines gemeinsamen Kalibrierungsfaktors).
f3,1 — Grundlegende Kamera- und Sensordaten
Messungen grundlegender Kamera- und Sensordaten (nicht in Verbindung mit Objektiven) unter Verwendung der Photonen-Transfer-Methode (PTM) (EMVA1288, 2016) zur Schätzung des Systemtransferfaktors kSys, des Grundrauschens σ0 und der Full-Well-Kapazität QF.
Außerdem wird die Nichtlinearität über verschiedene Integrationszeiten mit ausgewählten Leuchtdichtewerten gemessen und später zur Korrektur verwendet.
Messung mit und ohne Nichtlinearitätskorrektur für ein System
f21, f22 — Objektiv shading
Flachfeldmessungen mit großen homogenen Objekten unter Verwendung spezieller Ulbricht-Kugeln und Rastermessungen mit kleinen homogenen Objekten und einer beweglichen Achse.
Rastermessung zur Charakterisierung des Objekiv shading, um den Uniformitätsindex f22 nach Anwendung aller gemessenen Korrekturen zu messen.
fAdj — Anpassung
Kalibrierfaktor für jeden Farbfilter messen.
Messaufbau nach DIN5032-10 für die Leuchtdichteeinstellung einer ILMD
ΔC — Farbkalibrierung
Vermessen von unterschiedlichen bekannten Lichtquellen (z.B. LED-basierte L³-Standards) und Berechnen einer Transformationsmatrix für den Kamera-Farbraum (4 bis 8 Filter) in den Standard-Farbraum des CIE 1931 Standard-Farbbeobachters.
Multicolor-Kalibrierung mit verschiedenen L³-Standards. Transformation anwenden, Testmessungen durchführen und Farbunterschiede ΔC berechnen
Korrektur von Objektivverzerrungen und Filterverzeichnungen
Messung der durch Farbfilter und Objektive verursachten Verzerrung und Berechnung der Korrekturdaten
Messgitter eines Fischaugenobjektivs zur Berechnung der Winkelposition für jedes Pixel
f1', f6,T', f12, f21, f24, f25, f29, — Weitere Charakterisierung
Nach Abschluss aller Messungen, die zur Korrektur verwendet werden, sind mehrere Charakterisierungen notwendig, um das kalibrierte System zu überprüfen.
Messergebnisse für den Size-of-Source-Effekt, angegeben mit dem charakteristischen Wert f29