Список форумов Форум @ BelAstro.Net Форум @ BelAstro.Net
Форум белорусской любительской астрономической сети
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   Администрация форумаАдминистрация форума   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 
Если два человека говорят одинаково, это не значит, что они говорят одно и то же. /Б.Г. Кузнецов/

ПЗС-камера: артефакты изображения

зарегистрированных: 0, скрытых: 0 и гостей: 0
Зарегистрированные пользователи: Нет
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум @ BelAstro.Net -> Электроника
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
gauri
ЛА

Зарегистрирован: 27.08.2009

Сообщения: 105
Благодарности: 0

Откуда: Минск

Добавлено: Ср Ноя 25, 2009 12:35    Заголовок сообщения: ПЗС-камера: артефакты изображения Ответить с цитатой

Цитата из описания FLI MicroLine E2V CCD230-42-1-144:
Цитата:
Conventional imaging cameras move the image data directly from the image sensor to the USB port, making them susceptible to added artifacts due to PC processing tasks, processor speed, and other PC-related issues. The MicroLine avoids these issues with its internal frame buffer, thus allowing an image to be quickly read out and downloaded to the PC. This allows the PC to take the image at whatever speed it is capable of without introducing any artifacts to the image.


Внимание, вопрос: о каких артефактах речь? Желательно с картинками...
Вернуться к началу
gauri сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3070
Благодарности: 27



Добавлено: Ср Ноя 25, 2009 13:10    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

У Моравских камер медленная скорость, как "+"
Цитата:
Slower readout can be beneficial e.g. when the G1-1400 camera is connected through USB hub together with another USB device and no enough bandwidth is available. Slower read then leads to uniform image fields without artifacts caused by interrupted transfers.

_________________
©Но что-то, кажется, идет не так...
Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
gauri
ЛА

Зарегистрирован: 27.08.2009

Сообщения: 105
Благодарности: 0

Откуда: Минск

Добавлено: Ср Ноя 25, 2009 14:47    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:
Slower readout can be beneficial e.g. when the G1-1400 camera is connected through USB hub together with another USB device and no enough bandwidth is available. Slower read then leads to uniform image fields without artifacts caused by interrupted transfers.


Вот пример этого хотелось бы. Все пишут, а примеров нет. :)
Вернуться к началу
gauri сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
zyxman
ЛА

Зарегистрирован: 16.01.2009

Сообщения: 679
Благодарности: 0

Откуда: Киев

Добавлено: Ср Ноя 25, 2009 19:46    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Я думаю речь вот об чем:
допустим камеру установили в режим передачи видео 50Гц, и вот посреди передачи кадра случился облом (ну даже просто чексум не совпал).
Повторно переслать кадр просто нет времени (у USB транферы инициируются хостом с частотой около 100Гц, и даже если надежно хватает полосы - очень мало времени на перехендшейк для полного кадра, а для повторной пересылки строки нужно усложнять логику), и нужно либо полученный недокадр брать как есть - неполным, либо его просто пропускать.
А пропустить кадр это тоже нужно усложнять протокол и логику драйвера, поэтому народ упрощает и допускает эти покоцанные кадры..

Кстати, для ненаучного видео покоцанные кадры не страшны - многие даже их не замечают, и поэтому тоже в дешевых устройствах к ним серьезно не относятся.
Экономия вобщем такая..

_________________
Удача- подготовленный успех!
Вернуться к началу
zyxman сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
gauri
ЛА

Зарегистрирован: 27.08.2009

Сообщения: 105
Благодарности: 0

Откуда: Минск

Добавлено: Ср Ноя 25, 2009 22:50    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Ну, тут ситуация несколько иная. Мы имеем 1 кадр, экспонирующийся 1..300 секунд (к примеру).
И вот затвор у нас аккуратно закрывается, и мы начинаем высасывать картинку из сенсора строка за строкой.
Предположим, в буфер вся строка не влазит (это, кстати, будет часто происходить, если не ставить внешнюю RAM). Где-то в произвольном месте строки мы притормаживаем на N микросекунд, которые требуются для передачи 4К данных по Hi-speed USB, после чего продолжаем.
Вопрос: чем грозит собственно прерывание считывания данных?

Единственное, что я могу предположить -- это утечка заряда... но не в таких же масштабах? Или я очень оптимистичен относительно этого параметра сенсоров? Но ведь в даташитах это не нормируется, и вообще, сколько ни читал статей -- нигде не упоминалось, что время вычитывания может влиять на качество результата.

Второй вариант -- теневой ток, наш любимый. Но если сенсор охлаждённый, то ток совсем невелик и врядли повлияет.
Вернуться к началу
gauri сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
zyxman
ЛА

Зарегистрирован: 16.01.2009

Сообщения: 679
Благодарности: 0

Откуда: Киев

Добавлено: Ср Ноя 25, 2009 23:09    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

В том и дело, что если кроме камеры на USB еще другие устройства, или если у вас не RTOS а скажем обычная винда, задержка может быть уже не микросекунды а десятки миллисекунд (при особом везении даже секунды).

Конечно утечка заряда для обычных съемок визуально невелика, тк отношение сигнал/шум при благоприятных обстоятельствах большое и чуствительность глаза логарифмическая, но есть еще и шумы остальной электроники, и если у вас сигнал не растянут на полную ширину входного диапазона АЦП, и вообще вы работаете близко к уровню шумов (а иначе зачем охлаждать ПЗС), то за время ненормируемой задержки у вас набежит ненормированный-же шум и вылезет как артефакты.

Короче, на ненормируемой задержке вы потеряете в отношении сигнал шум, причем если у вас калиброванные тайминги, может даже удастся шумы отфильтровать по их собственной частоте, а некалиброванные тайминги сделают шум случайным и его уже не удастся отфильтровать малой кровью.

_________________
Удача- подготовленный успех!
Вернуться к началу
zyxman сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
gauri
ЛА

Зарегистрирован: 27.08.2009

Сообщения: 105
Благодарности: 0

Откуда: Минск

Добавлено: Чт Ноя 26, 2009 10:53    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

zyxman писал(а):
Конечно утечка заряда для обычных съемок визуально невелика, тк отношение сигнал/шум при благоприятных обстоятельствах большое и чуствительность глаза логарифмическая, но есть еще и шумы остальной электроники, и если у вас сигнал не растянут на полную ширину входного диапазона АЦП, и вообще вы работаете близко к уровню шумов (а иначе зачем охлаждать ПЗС), то за время ненормируемой задержки у вас набежит ненормированный-же шум и вылезет как артефакты.


Ну так давайте посчитаем.
График см ниже. Я взял худший случай для теплового шума -- 30 е-/с/пиксель и 2-ступенчатую систему охлаждения с дельтой в 40*С. Получается, что мы имеем примерно [0.025, 0.4] e-/с/пиксель при температуре о.с. 25*С.
По старым расчётам, у меня получалось примерно 1 ADU = 1.3 e-. Так ли сильно будет влиять небольшая (относительно) задержка?

Да, остаётся случай, когда у нас камера висит в параллель с другими устройствами, тогда возможны серьёзные затыки на шине.



Jdark.png
 Описание:
График зависимости Jdark от температуры окр. среды.
 Размер файла:  4 KB
 Просмотрено:  7582 раз(а)
Jdark.png
График зависимости Jdark от температуры окр. среды. »»»

Вернуться к началу
gauri сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
zyxman
ЛА

Зарегистрирован: 16.01.2009

Сообщения: 679
Благодарности: 0

Откуда: Киев

Добавлено: Чт Ноя 26, 2009 13:49    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Я про другое.
Как показывает практика, если не прибегать к специальным ухищрениям, уже на 10 битах младшие 2 разряда лезут шумы и нужно применять фильтрацию например через интегрирование.
А вы, я так понимаю, все-же хотите больше чем 10 битов.

_________________
Удача- подготовленный успех!
Вернуться к началу
zyxman сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
gauri
ЛА

Зарегистрирован: 27.08.2009

Сообщения: 105
Благодарности: 0

Откуда: Минск

Добавлено: Чт Ноя 26, 2009 15:11    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

zyxman писал(а):
Я про другое.
Как показывает практика, если не прибегать к специальным ухищрениям, уже на 10 битах младшие 2 разряда лезут шумы и нужно применять фильтрацию например через интегрирование.
А вы, я так понимаю, все-же хотите больше чем 10 битов.

А вот с этого момента поподробнее.
Вернуться к началу
gauri сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
zyxman
ЛА

Зарегистрирован: 16.01.2009

Сообщения: 679
Благодарности: 0

Откуда: Киев

Добавлено: Чт Ноя 26, 2009 20:58    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Есть в природе CCD с встроенным АЦП, и даже есть такие что адресуются тупо как DRAM.
Так вот там действительно все красиво и можно ни о чем не думать, а тупо качать цифру с удобной скоростью.

Но в нашем случае наружу выводится аналог, причем что важно, насколько я понимаю, АЦП у нас работает с абсолютными значениями.
А это значит, что вот эта связка (CCD -> ОУ -> АЦП) замечательно собирает все шумы и эти шумы будут успевать накапливаться, тк кругом нелинейные элементы и емкости.
Как я уже говорил, 8 битовый уровень шумов достигается легко, даже на макетнице, а чем дальше тем сложнее, и 16 бит это уже шаманство.

И когда тайминги такой системы калиброваны, то возможно например сделать устройство так, что шум будет накладываться как постоянное смещение, а при некалиброванных таймингах это смещение будет каждый раз другое.

_________________
Удача- подготовленный успех!
Вернуться к началу
zyxman сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3070
Благодарности: 27



Добавлено: Чт Ноя 26, 2009 21:01    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

zyxman писал(а):
Есть в природе CCD с встроенным АЦП, и даже есть такие что адресуются тупо как DRAM.

Дайте линк на что-нибудь такое, интересно поглядеть.
Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
zyxman
ЛА

Зарегистрирован: 16.01.2009

Сообщения: 679
Благодарности: 0

Откуда: Киев

Добавлено: Чт Ноя 26, 2009 21:55    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Извините, я оговорился. Есть CMOS сенсоры с встроенным АЦП и есть даже с встроенной ОЗУ, адресуемые как DRAM.
В смысле это не нормальные CCD а г.. для цифромыльниц и камерафонов - серьезные сенсоры, насколько мне известно, так не делают, потому что слишком сильно отличаются технологии CCD и DRAM.

_________________
Удача- подготовленный успех!
Вернуться к началу
zyxman сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Andrey Prokopovich
ЛА

Зарегистрирован: 29.11.2007

Сообщения: 3070
Благодарности: 27



Добавлено: Чт Ноя 26, 2009 22:15    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

А, КМОП, тогда ясно, там интерфейс вообще простой зачастую, все собрано на кристалле.
_________________
©Но что-то, кажется, идет не так...
Вернуться к началу
Andrey Prokopovich сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение [hidden] Посетить сайт автора
gauri
ЛА

Зарегистрирован: 27.08.2009

Сообщения: 105
Благодарности: 0

Откуда: Минск

Добавлено: Чт Ноя 26, 2009 23:06    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

zyxman писал(а):
Но в нашем случае наружу выводится аналог, причем что важно, насколько я понимаю, АЦП у нас работает с абсолютными значениями.
А это значит, что вот эта связка (CCD -> ОУ -> АЦП) замечательно собирает все шумы и эти шумы будут успевать накапливаться, тк кругом нелинейные элементы и емкости.

Немного не соглашусь. Сигнал не "висит" на линии, если не идёт оцифровка -- электрончики спокойно лежат себе в регистре, пока не пришла их очередь. Во всём тракте единственное место, где может что-то накопиться -- это сам CCD, на сигнальном пути нет элементов, способных накапливать сигнал тем или иным образом.

zyxman писал(а):
Как я уже говорил, 8 битовый уровень шумов достигается легко, даже на макетнице, а чем дальше тем сложнее, и 16 бит это уже шаманство.

И дело даже не в калибровке -- сами цепи выходного усилителя в CCD имеют свой уровень шума, который, увы, не забодать охлаждением. На самом деле, всё, что мы можем реально сделать -- это добиться реальных 14 бит максимум. 16 бит -- это oversampling, просто нет такого сигнала. ДД моего сенсора -- 76 дБ, а это лишь 12 бит.
Вернуться к началу
gauri сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
zyxman
ЛА

Зарегистрирован: 16.01.2009

Сообщения: 679
Благодарности: 0

Откуда: Киев

Добавлено: Пт Ноя 27, 2009 00:28    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Коэффициент усиления ОУ вообще говоря плавает.
И не важно, что сигнал не висит на линии - он проходит через очень хороший но неидеальный элемент, который питается от неидеального-же источника питания.
Кстати, я лично видел аппнот, в котором АЦП синхронизировали с 50Гц, чтобы уменьшать наводку (я так понимаю, что в связи с батарейным питанием у вас будет импульсный стабилизатор, а он полностью не отфильтровывается вообще в принципе, тк шум широкополосный и будет обязательно где-то микровольтами вылезать).

Причем там такие приколы иногда случаются...
Мне рассказывали что у человека подобная по битовости схема переставала работать при помещении в корпус (все отлично работало лежа на столе) - он неделю искал наводку, а обнаружил что от механического напряжения при затягивании винтов крепежа в корпусе, возникал тензоэффект в ОУ..
Шаманство вобщем чистой воды

_________________
Удача- подготовленный успех!
Вернуться к началу
zyxman сейчас оффлайн  Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум @ BelAstro.Net -> Электроника Часовой пояс: GMT + 3
Страница 1 из 1

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы можете вкладывать файлы
Вы можете скачивать файлы


Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
Русская поддержка phpBB