LWIR tartományban érzékelő kamerák kalibrációs lehetőségeinek vizsgálata
A hétköznapokban fontos szerepet játszanak a különböző kamerarendszerek, melyek felhasználása praktikussá vált a nagy kapacitású számítógépek elterjedésével, a gépi látás, képfeldolgozó algoritmusok, és a mesterséges intelligencia fejlődésével. Kamerák sok helyen vannak jelen a mindennapokban: biztonsági kamerák, gyártósorokon munkadarab vizsgáló kamerák, művészeti vagy emlékrögzítés céljából használt kamerák, forgalomszámláló kamerák, stb. Az objektumok könnyebb felismerhetősége szempontjából a legtöbb esetben fontos a kamerák megfelelő geometriai kalibrálása. Számos területen használatosak akár önállóan, akár a látható fényben érzékelő kamerák érzékelési tartományának a kiterjesztésére LWIRkamerák. Ezek előnye, hogy a hőmérsékleti tartományban való érzékelés miatt számos objektumot sötétben is képesek megfigyelni. Többek közt használhatóak hadászati célokra (pl. éjszaka berepülő drónok detektálása a hőmérsékletük alapján), biológiai megfigyelésekre (éjjel aktív állatok mozgásainak vizsgálata), éjjel látó biztonsági kamerarendszerek kialakítására, elektronikai gyártásban komponensek vizsgálatára stb.
A látható fényben érzékelő kamerák képhibáinak a kiküszöbölésére, vagy mérésére már számos eljárást kifejlesztettek, míg hasonló problémák a látható tartományon kívül érzékelő kamerák esetében gyakran megoldatlanok. A látható spektrumon használt metódusok habár mintául szolgálhatnak, nem adaptálhatóak egy az egyben az LWIR tartományra. A jelen dolgozat az LWIRkamerák torzítását és pontszórását vizsgálja, ezek mérhetővé tételét, a torzítás esetleges kalibrációját.
Kutatásom célja kalibrációs módszer illetve mérési metódus kidolgozása, mely könnyen létrehozható, LWIR tartományban érzékelhető, kellően stabil hőképekkel megoldhatóvá teszi a kamerák vizsgálatát. Ehhez különböző vizsgálati ábrák előállítási lehetőségeit vizsgáltam meg, többek közt hővisszaverő anyagokból, áramjárta vezetőkből, LED-ekből, izzólámpákból és hőbesugárzásra különböző mértékben melegedő alkotókból állítottam össze vizsgálati ábrákat. Ezen felül megvizsgáltam, hogy mely paramétereknek szükséges megfelelnie a készült képeknek, hogy a látható tartományra kidolgozott szoftveres kalibrációs eszközök alkalmazhatóak legyenek.
Mindezeket egybevetve elmondható, hogy némi finomhangolással átültethetök a látható fényben használt kalibrációs illetve mérési módszerek az LWIR tartományra. Ennek a lehetőségnek a kidolgozása segíthet abban, hogy az LWIRkamerák képei könnyebben feldolgozhatóvá váljanak, akár szabadszemmel, akár gépi látás révén.
Irodalom:
Yichao Chen, Fu-yu Huang, Feng-ming Shi, Bing-qi Liu, and Hao Yu, "Plane chessboard-based calibration method for a LWIR ultra-wide-angle camera," Appl. Opt. 58, 2019, 744-751, https://doi.org/10.1364/AO.58.000744
Thiago Figueiro, Mohamed Saib, Jean-Herve Tortai, Patrick Schiavone, "PSF calibration patterns selection based on sensitivity analysis", Microelectronic Engineering, Volume 112, 2013, Pages 282-286, ISSN 0167-9317, https://doi.org/10.1016/j.mee.2013.03.11
Luhmann T., Piechel J., Roelfs T. "Geometric Calibration of Thermographic Cameras." In: Kuenzer C., Dech S. (eds) Thermal Infrared Remote Sensing. Remote Sensing and Digital Image Processing, vol 17., 2013, Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6639-6_2
szerző
-
Gosztonyi Csenge Luca
Mechatronikai mérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Nagy Balázs Vince
egyetemi docens, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék