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當我們把相機架設好後，第一步的調整就是進行「平場校正」。

理論上，相機成像時得到圖像裡的所有像素點灰度值應該相同，但是實際往往可能有很大落差，這可能是因為：
1) 光照不均
2) 感光元件的響應不一致
3) 鏡片中心跟鏡片邊緣的響應不一致
4) 固定的圖像背景噪聲
…...等各種原因。而所謂的平場校正，就是把傳感器芯片上這些不一致性校正回來。 

平場校正可分成兩大步驟：FPN（Fixed Pattern Noise，暗場，固定模式噪聲）與PRNU（Photo Response Non Uniformity，明場，影像非均勻性響應校正），以下分別為各位介紹：

FPN：校正個別像素因暗電流產生的雜訊。
相機運作時會產生熱能，熱能會提高相機溫度，相機溫度升高雜訊就會變多。一般來說，溫度每升高8度雜訊就會加倍。所以執行FPN的時機，就是在相機已經運作一段時間達到工作溫度時，而不是相機剛開機時。

一般的作法是遮住鏡頭，也就是不要讓任何光線進入到相機的感光元件裡，然後再執行FPN。下左圖可以看到即使沒有任何光線進入相機的感光元件，還是會有灰階值6階左右的反應，這是來自雜訊。下右圖是校正後，灰階變成1階： 

PRNU：校正個別像素感光的差異。
當光源不均勻造成整體影像亮暗不均、或是鏡頭特性造成影像中間較亮兩側偏暗，就可以使用PRNU來改善影像亮暗不均的問題。如果影像亮度很均勻，則可以忽略這個流程。

標準的作法是讓影像最亮位置的灰階達到180~200階。由於PRNU是對各別像素進行不同gain值的補償，所以我們會把PRNU的目標設定在比目前影像最亮灰階稍高的數值。例如目前影像最亮的區域是180階，我們就會把目標值設定在200階。

下圖顯示校正前與校正後。校正前左右亮度偏低，校正後左中右亮度一致： 

以下列出一些客戶常見的問題，供大家參考：
一、為什麼影像會亮度不均勻？
A：我們分成鏡頭與光源兩個原因來討論。

• 鏡頭
  

1. Illumination Roll-Off：光線角度造成的自然衰減，衰減由〖Cos〗^4 (θ)描述。無法靠縮小鏡頭光圈改善。最常發生在大感光元件的面掃描相機/線掃描相機或使用短焦距鏡頭的光學系統。
2. Vignetting：光線被鏡頭內元件邊緣或是機構件阻擋造成。在某些類型鏡頭，此現像是無法避免，但能靠縮小鏡頭光圈改善(Aperture Vignetting )。

• 光源

1. 長度不夠：工程師常常會忽略光源兩側衰減的嚴重程度，於是當在確認光源長度時只選擇和FOV一樣大或是略大的光源，這時就會出現影像兩側偏暗的問題。
2. 光源沒有經過均勻化處理：機器視覺常用的光源有LED或是light guide搭配燈箱，但這兩者都有均勻度問題，特別是後者均勻度只有±10%。如果沒有經過均光處理，例如搭配擴散板或是均光鏡組就有可能出現影像亮暗的問題。

二、 執行PRNU該選什麼校正片?
A : 只要選擇與您產品表面反射特性類似的校正片即可，或是直接使用產品來校正。有客戶會使用白紙來校正然後去拍玻璃的產品，這樣就會出問題。因為白紙表面是光源會漫射的粗糙面，玻璃是光源會反射的光滑面，兩者反光特性不一樣。

三、校正片表面有髒汙，但我因為某些限制無法清潔該怎麼辦?
A：可以使用相機的filter功能來把髒污均化掉，或是故意讓畫面在移動 / 失焦下來做校正。

四、為什麼我做完校正後調整影像亮度，還是出現亮暗不均問題?
A：校正是針對當下狀況去校正的，故會建議將所有參數調到實際產線使用的參數值後再來進行校
正。像有的光源本身線性度或是均勻度不佳，在不同亮度下不均勻的程度都會不一樣，故不建議
校正做完後又調整。如果校正過程有需要調整亮度，建議調整相機的曝光時間。

由於校正是對每個像素的gain值調整，亮暗落差太大等於要加上高的gain值，這並不利於影像。甚至有的亮暗不均是嚴重到無法靠相機的校正功能解決！我們會建議客戶在初始光機硬體設計時就好好考慮鏡頭規格與光源的設計。如果您正在、或規劃架設光機，歡迎讓LINX Taiwan專業的光學工程師來幫助您架設出影像最清晰、易用的機構。