本文是Speos Sensor System(SSS)的使用指南,這是一個強大的解決方案,用于camera sensor模擬結果的后處理。本文的目的是通過一個例子來理解如何正確使用SSS。當然本文描述的分析步驟適合任何案例。
SSS是一個功能強大的獨立工具,用于執(zhí)行Speos camera模擬結果的后處理。Speos得到的仿真結果是照度/輻照度圖,用于計算到達camera 傳感器的光度/輻射功率。通過啟用camera模擬中的timeline時間軸參數,并在camera傳感器sensor的定義中指定積分時間和軌跡文件,可以輕松地將能量結果轉換為曝光結果。要進一步了解Speos camera模擬,建議參考CMOS 傳感器相機 - 3D 場景中的圖像質量分析。得到能量結果或是曝光結果之后,Speos SSS 開始發(fā)揮作用,自動將曝光圖轉換為Raw圖,electron電子圖,基于傳感器的降階模型(ROM),遵循EMVA 1288標準,最后形成一個顯影圖像。由于SSS工具沒有圖形用戶界面,因此了解文件管理和工作的過程至關重要。
Speos exposure map vs developed image
要從曝光圖生成顯影圖像,用戶需要不同的輸入文件:
1.A batch script批處理腳本:在本文原文的案例中,提供命名為“Launch Speos Sensor System exporters .bat”的文件,這個文件不需要修改,它能夠正確的啟動Speos SSS文件的運行,如果需要,可以在Speos的安裝文件中找到SSS可執(zhí)行文件(通常在“C:\Program files \ANSYS Inc\v232\Optical Products\Viewers\SSSExporter.exe”中)。
注意:如果本地安裝不在上述路徑上,則需要在batch文件中重新調用SSS文件,所以建議安裝Speos在默認C盤。如果看到錯誤信息“無法連接到Virtual Photometric Lab”,需要以管理員身份運行相應版本的Virtual Photometric Lab一次。
2.An input file輸入文件,格式為YAML。該文件指定一般處理參數,如要處理的Map、要使用的傳感器文件(見下文)、要導出的數據、目標文件夾等。這個文件的內容可以根據用戶的需要進行調整。
3.An sensor file傳感器文件,格式為YAML。該文件包含有關傳感器的有用參數(如操作條件、ROM參數、開發(fā)方法等)。這個文件的內容可以根據用戶的需要進行調整。
4.Exposure Map至少一個待處理的曝光圖。曝光圖以xmp格式從Speos生成。
5.傳感器規(guī)格文件(如用于量子效率的頻譜文件,用于開發(fā)算法的python腳本)。它們的類型和數量將取決于客戶案例。
SSS運行的文件夾結構應該是這樣的: Batch和input “Yaml”文件必須位于同一位置。所有其他文件(Sensor ?yaml文件,Map文件,可以將它們放置在相對于此位置的任何位置,但最好是將它們放置在名為“Inputs”的文件夾中)。
該文件的通用模板在本文案例的“Templates”文件夾中提供。內容如下:
運行第一個示例文件,打開“Example”文件夾。在它的內部,可以查看整個文件夾得體系結構。可以查看預先填寫的“輸入”yaml文件:
Inputs file template
包含兩個主要部分:
1. log level日志級別,當運行SSS export的實例時,將顯示一個帶有日志的命令提示符信息,并生成用于日志的文本文件。對于每一個日志,可以指定想要的詳細級別-'INFO'提供最少的信息,'DEBUG'提供更多關于SSS執(zhí)行的操作的詳細信息。
2. Processing mode處理模式- SSS可以用兩種方式處理exposure map結果,一種是文件逐一處理,另一種是全部處理位于特定文件夾中的文件('All in folder')。可以在“mode”中指定正確的模式。根據選擇的模式,填寫輸入輸出等信息文件夾,導出的結果格式等。
該文件的通用模板在本文案例的“Templates”文件夾中提供。內容如下:
Sensor file template
包含三個主要部分:
1.工作條件,可以指定傳感器的溫度,工作增益等。
2.傳感器降階模型(EMVA 1288標準),能夠通過填充時間噪聲和暗噪聲、像素拜耳矩陣和效率、系統增益等更準確地表征傳感器。
3.開發(fā),這部分是相當靈活的,因為傳感器將原始圖像轉換為顯影圖像的方法因傳感器而異??梢蕴顚懲ㄓ玫慕ㄗh參數,如去馬賽克算法、拍攝光源、顏色重新縮放因子,也可以插入任何基于python腳本的自定義開發(fā)方法。
運行第一個示例文件,打開“Example”文件夾。在它的內部,可以查看整個文件夾得體系結構??梢圆榭搭A先填寫的“輸入”yaml文件:
可以看到將逐個處理map,因為選擇了“給定文件”模式,并且指定了“Set 0”,所以只轉換了一組map結果,位于“Inputs”文件夾中,命名為“Exposure.xmp”。將由也位于“Inputs”文件夾中“sensor yaml”所寫的傳感器參數對map結果進行處理。要求SSS export將處理后的圖像以PNG格式導出到“Outputs”文件夾中(該文件夾在運行SSS export之前不必存在)??梢圆榭碨ensor yaml文件內容,例如,傳感器以10ms的曝光時間獲得圖像,具有完美的量子效率,即每個收集到的光子都轉換成整個光譜帶的電子,傳感器的像素矩陣由經典的2x2 RGGB拜耳矩陣組成。最后,可以預先查看將開始后處理的exposure map 結果。
Virtual 100% QE.spectrum
Exposure.xmp
2.運行SSS
確認了對要準換后處理得文件參數得確認,然后就可以啟動SSS export進入后處理過程,只需要雙擊“Launch Speos Sensor System exporters .bat”,將打開一個命令提示符并顯示正在進行的進度。完成該過程后,只需按另一個鍵退出命令提示符,并查看“Outputs”文件夾中生成的結果。
Speos exposure map vs developed image
如果改變輸入,以查看傳感器參數對處理圖像的影響。例如,可以人為地修改傳感器YAML中的文件,例如QE光譜。
Virtual degraded QE.spectrum
提示:在輸入的YAML文件中,可以添加“Rename: ' degraded '”來生成另一個結果,而不是覆蓋更改前一個結果。
然后可以得到新的結果:
Speos exposure map vs developed image (perfect QE) vs developed image (degraded QE)
在最后一個例子中,可以看到量子效率對結果的影響。由于第二個傳感器不能有效地將“綠色”波長的光子轉換為電子,因此顯影后圖像顯示出的是彩色偽影。相關閱讀
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