圖像處理之FPN校訂

1 FPN噪聲介紹

        FPN噪聲(Fixed Pattern Noise)簡稱固定模式噪聲，根據FPN噪聲造成機制，分爲行FPN和列FPN。行FPN： 在基於模擬域累加實現的TDI-CMOS圖像傳感器中。因爲模擬累加器電路中存在寄 生電阻和電容，電路失配會致使輸出圖像在TDI(時間延遲積分)掃描方向(即「沿軌」方向) 亮度不均勻，且呈週期性衰減，突出表現爲週期性橫條紋。列FPN：傳感器列並行讀出電路(模擬累加器和ADC(模數轉換器)等)的系統結構因爲 工藝誤差很容易出現列與列之間的失配，從而致使輸出圖像在與TDI掃描方向垂直的方向 (即「跨軌」方向)亮度不均勻，表現爲明暗變化的豎條紋。在TDI-CMOS圖像傳感器的輸出圖像中，由行FPN致使的橫條紋和由列FPN致使的 豎條紋同時存在且交織在一塊兒，以下圖所示：

2 FPN噪聲計算

       FPN噪聲衡量一般在極低照環境下進行，即將相機放置極低照環境(或關閉鏡頭光圈，讓sensor採集黑幀)，設置多個曝光時間，每一個曝光時間採集30張黑幀圖片。FPN噪聲強度用標準差和均值進行衡量，具體實現以下：  

 1 exp_time = [0.063, 1.003,16, 64,257,513,770,1027,1283,1540,1797,2054];  2 raw_avg = 0;  3 for kk = 0:30:(30*12-1)  4    for i = 1:30
 5        fname = fileNames{kk+i};  6        fprintf('processing %s %d\n', fname, kk+i);  7        raw = double(imread([fold fname]));  8        raw = raw(:,:,1);  9        raw_avg = raw + raw_avg; 10  end 11    raw_avg = raw_avg./30; 12    
13    avg_signal((kk/30)+1) = round(mean2(raw_avg)); %FPN均值 14    fpn_total((kk/30)+1) = std2(raw_avg);  %FPN標準差 15     
16    fpn_col_exp((kk/30)+1) = std(mean(raw_avg,1)); %列FPN均值 17    fpn_row_exp((kk/30)+1)     = std(mean(raw_avg,2)'); %行FPN均值 
18 end

　　   如上計算，能夠獲得圖像的平均信號，每一個曝光的FPN noise，以及行，列FPN noise,行列均值，變化以下：

      3 FPN校訂步驟

        略