本文介绍Image Sensor固定模式噪声(FPN)的消除方法。
固定模式噪声(FPN)英文全称:Fixed Pattern Noise,在Image Sensor调试过程中还是比较常见的,它的特点是噪声位置固定不变,不随采集图像变化而变化。如下图。
1.形成原因
该噪声是由像素的空间不均匀性引起的,Image Sensor的每个像素内都配置一个电荷电压放大器(实现电荷到电压的转换),每行,每列都有一些晶体管用于控制像素的复位和读出,这些器件的工作参数相对理论值的漂移就构成一种固定模式噪声。另外,坏像素,瑕疵像素也可以视为一种固定模式噪声。固定模式噪声(FPN)主要由如下几种形式。
2.消除方法
因固定模式噪声(FPN)噪声位置是固定不变的,其与信号高低水平和传感器温度无关,因此可以比较简单的消除,下面介绍2种消除方法。
1)图像标定法
图像标定法将固定模式噪声(FPN)视为图像底噪,在全黑的情况下采集一幅原始图像(标定),在正常采集图像过程中,将图像数据每个像素值减去标定的全黑图像的每个像素值即可。
2)黑电平校准法
大部分的Image Sensor都提供了供黑电平校准(BLC)的空行,这些空行在内部被遮盖(全黑),图像采集过程中造成的噪声也会出现在这些空行上,因此,可以通过这些像素对固定模式噪声(FPN)进行消除。如下图的“dummy”行像素即为厂家提供的空行像素。
可以取dummy行中的2行(包含B,Gb,Gr,R),将有效像素行中的像素依次减去dummy行中的2行的每个像素,有效像素行以2的倍数递增(通常有效像素行数为偶数)。这样就可以消除固定模式噪声(FPN)。
总结,本文介绍了Image Sensor固定模式噪声(FPN)的消除方法。