Moravian instruments
Vyhledávání
Hlavní menu
Hlavní stránka
Kontakt
Distributoři
Produkty
Galerie
Reference
Pozorování
Download
Kamery
CMOS & CCD kamery
Software
Software
Obchod
Obchod


Hlavní stránkaProduktySoftware

SIPS verze 3.21
 Nejdůležitější novinkou v programu SIPS (Scientific Image Processing System) verze 3.21 je podpora nových vědeckých CMOS kamer C4-16000 a také vylepšená podpora existujících kamer řady Cx. SIPS je kontinuálně vyvíjen a vylepšován, přidávány jsou nové funkce a schopnosti programu narůstají. Nicméně nepřetržitá evoluce v software někdy naruší už existující funkce a naneštěstí ani SIPS není vůči tomuto problému imunní, i když se snažíme každou nově vydanou verzi pečlivě testovat. K tomu došlo ve verzi 3.20.2, kdy nově vyvíjená funkce, která ještě není přítomna v oficiálních verzích programu SIPS, způsobila problémy při automatické pointaci. Nová verze 3.21 tento problém odstraňuje.

Podpora pro vědeckou CMOS kameru C4-16000

SIPS nyní podporuje první člen prémiové řady vědeckých kamer C4, kameru C4-16000 s CMOS senzorem s rozlišením 4k × 4k a plochou snímače 37 × 37 mm (geometricky se jedná o ekvivalent senzoru ve špičkové CCD kameře G4-16000). Zatímco senzor použitý v kamerách C4 používá pouze 12-bitové A/D převodníky, dokáže každý obraz digitalizovat dvakrát, a tedy dovoluje přečtení dvou snímků z každé expozice. Jeden snímek používá kanál s vysokým zesílením, zatímco druhý snímek je digitalizován kanálem s nízkým zesílením. Tyto dva snímky jsou poté zkombinovány do jediného obrazu se skutečnou 16-bitovou dynamikou.

Kamera C4-16000 může být zkombinována s různými externími filtrovými koly

Kamera C4-16000 může být zkombinována s různými externími filtrovými koly

Podpora pro čtení podrámců CMOS kamer Cx

Omezení vyčítání snímku pouze na podrámec (někdy nazývaného „region-of-interest“ nebo jen ROI) bylo přirozeně k dispozici u všech CCD kamer řady Gx. CCD snímač je sériové zařízení a omezení čtení na podrámec čas digitalizace příliš nezkrátí (všechny pixely musí být posouvány po senzoru o omezení čtené oblasti ušetří pouze čas na digitalizaci pixelů mimo podrámec). Protože digitalizace pixelů je prováděna elektronikou kamery, mimo CCD senzor, vyčítání podrámců CCD snímačů realizuje kamera a samotný senzor tuto funkci nijak neovlivňuje.

Situace s CMOS snímači je přesně opačná — čtení podrámců musí implementovat samotný senzor a elektronika kamery to neovlivňuje. Otázka tedy je, proč bylo čtení podrámců CMOS kamer řady Cx implementováno programovým ořezáním celého snímku, když používané senzory IMX čtení podrámců (ROI) podporují? Problém je v samotné podpoře ROI v hardware těchto snímačů — senzor klade na možné pozice a velikosti podrámců řadu omezení. A co více, tato omezení se liší mezi jednotlivými senzory a dokonce i mezi 8-bitovým a 12-bitovým čtecím módem stejného senzoru atd. Například začátek podrámce musí být zarovnán na určitý počet pixelů (typicky 4 nebo 8 pixelů). Stejné omezení platí i pro šířku a výšku podrámce. Také minimální přípustná šířka podrámce bývá často až několik stovek pixelů apod.

Ale ovladače kamer v programu SIPS a také uživatelské rozhraní programu nebyly navrženy s jakýmikoliv omezeními na pozici a velikost podrámců. Neschopnost vyčíst podrámec bez omezení na pozici a velikost vedlo k vyčítání vždy celého snímku a následného oříznutí na požadovaný (tentokrát libovolný) podrámec v ovladači. Časová penalizace, pokud byl např. vždy přenášen 12 MPx obraz o ořezáván na 300 kPx, je zřejmá, FPS v tomto případě bylo asi 40 krát nižší než je teoreticky možné.

Pravidlo „žádná omezení na pozice a velikosti podrámců“ zůstalo platné také ve verzi 3.21 programu SIPS. Ale nový ovladač kamer Cx kombinuje oba přístupy — když uživatel zadá podrámec, ovladač kamer Cx zkontroluje, jestli jeho pozice a velikost odpovídají omezením kladeným použitým senzorem. Pokud ano, hardware kamery je naprogramován aby vracel daný podrámec a přečtený snímek je přímo vrácen uživateli. Pokud požadovaný podrámec těmto omezením neodpovídá, ovladač zvětší požadovanou oblast (ROI) aby vyhověl požadavkům snímače a současně aby oblast byla nejmenší možná, ještě obsahující uživatelem požadovaný podrámec. Tato větší oblast je poté přečtena z kamery a oříznuta ovladačem na uživatelem požadovanou velikost. Rozdíly mezi oblastí přečtenou z kamery a uživatelem definovaným podrámcem jsou typicky velmi malé, několik pixelů nezbytných k zarovnání pozice a velikosti na násobek 4 nebo 8 pixelů apod. Množství dat přenášených z kamery je tak téměř stejné, jen programové ořezání stojí nějaký čas.

Tip:

Velmi často nemá uživatel při výběru podrámce striktní požadavky na jeho přesné umístění a velikost. Z pohledu uživatele je mírné posunutí pozice a upravení velikosti podrámce nepodstatné. Pokud se taková úprava provede, je možné souřadnice podrámce přímo nastavit do kamery a není nutno snímek po přečtení zdržující programové oříznutí. Z tohoto důvodu do záložky „Frame“ v nástroji pro ovládání kamery „Imager“ v programu SIPS v3.21 přibylo tlačítko „Adjust Frame“. Kliknutí na tlačítko zkontroluje, jestli aktuálně zvolené souřadnice podrámce odpovídají omezením daným aktuálně používaným senzorem a také čtecím módem. Pokud ne, podrámec je upraven (zvětšen) tak, by limitům odpovídal. Čtení podrámce pak může být prováděno přímo, bez programového ořezávání.

Poznámka:

Upozorňujeme, že aby kamery Cx podporovaly čtení podrámců v hardware, firmware v kameře musí být verze 7.5 nebo vyšší. Starší firmware v kamerách Cx nepodporuje čtení ROI a omezení na podrámec je stále realizováno programovým oříznutím celého snímku, přečteného z kamery.

Charakterizace senzoru s použitím „Photon Transfer Curve“

Zákony fyziky diktují, že variace signálu zachyceného polovodičovým detektorem (signálem je v našem případě světlo dopadající na snímač) odpovídají druhé odmocnině z velikosti signálu samotného. Tento zákon může být použit k charakterizaci parametrů polovodičových snímačů (CCD i CMOS) čistě na základě série uniformně osvětlených snímků (flat fields). I pokud konkrétní výrobce senzoru nepublikuje klíčové parametry, jako například převodní faktor v e-/ADU, plnou kapacitu pixelu v e- nebo absolutní čtecí šum v e- RMS, analýza série snímků, pokrývajících dynamický rozsah snímače, a konstrukce tzv. Photon Transfer Curve je dokáže určit.

SIPS v3.21 přidal nové tlačítko do každého okna množiny snímků, vyvolávající funkci charakterizace senzoru. Aby analýza pracovala správně, množina musí obsahovat páry uniformně osvětlených snímků se stejnou expozicí. Od snímků nesmí být odečteny ani bias ani temné snímky! Samotné expoziční časy jsou nedůležité, pouze musí být stejné vždy pro oba snímky z každého páru. Střední hodnoty jednotlivých snímků by měly pokrývat dynamický rozsah senzoru.

Výpočet může být omezen např. na rovnoměrně osvětlený podrámec. Podrámec lze definovat pomocí ovládacích prvků v dialogovém okně, případně je možné podrámec označit vybráním oblasti na kterémkoliv snímku, otevřeném z dané množiny. Následné otevření nástroje pro charakterizaci senzoru pak vybranou oblast použije pro omezení výpočtu.

Výpočet čtecího šumu (Read Noise) vyžaduje, aby v byl množině přítomen pár bias snímků (snímků s nulovým expozičním časem).

Výpočet plné kapacity pixelu (Full Well Capacity) je vypočítán správně, pouze pokud pár snímků v množině s nejvyšší střední hodnotou (tedy i s nejdelším expozičním časem) je plně saturován. Ale i pokud takový pár není v množině přítomen, maximální hodnota v ADU může být zadána manuálně (4095 pro 12-bitové kamery, 65535 pro 16-bitové kamery atd.), aby se plná kapacita pixelu vypočítala správně.

Upozornění:

Upozorňujeme, že charakteristiky senzoru jsou spočítány na základě statistické analýzy snímků, a tedy výsledky se mohou mírně lišit podle testovacích snímků přítomných v množině, jejich dynamického rozsahu, podle zvoleného podrámce (části obrazu používaného k výpočtu) atd.

Opravy chyb

Verze 3.21 opravuje závažnou chybu v nástroji pro automatickou pointaci (Guider tool). SIPS v3.20.2 zahrnul nový kód, i když daná funkce dosud není dostupná v ostré verzi programu SIPS, který mohl způsobit pády programu při pointaci. Nová verze 3.21 tuto chybu odstraňuje.

SIPS je volně ke stažení ze sekce Download tohoto www serveru.

Chcete zůstat informování o nových verzích a novinkách v programu SIPS? Sledujte @sipssw na Twitteru.

 
 | Hlavní stránka | Produkty | 
Moravské přístroje, a.s., Masarykova 1148, Zlín-Malenovice, 76302