机器视觉中如何使用LUT实现任何可能的调制曲线

LOOKUP TABLES（查找表）提供了对相机内图片进行调整的功能，通常情况下LUT发生在电脑实际图像处理之前。查找表的工作方式类似于灰度曲线，类似的，这项技术在Photoshop等软件的后期图像/视频处理中也有使用。

一些机器视觉相机具有输出查找表的功能，此表可用于以不同方式重新映射相机的线性输出。LUT也可用于强化图像质量，例如，可以定义 CMOS相机LUT对比度增强，该方法压缩黑色区域而不是从图像中截掉，并同时增强图像区域的其他部分。具有白色压缩的LUT通常用于人类查看图像的应用，例如在（室外）监视和放射学中。

为了编程或展示此类LUT，通常使用图表表示。以同样的标准，图表插图有助于快速直观地实现具有后续图像处理特性的曲线。

图像处理

接下来将借助SVS-VISTEK的例子来解释如何使用LUT实现任何可能的调制曲线：

Gamma = 1原始图像

Gamma 《 1这类曲线突出了明亮区域的动态。只有几个字节的接口数据包含有关图像较暗区域的信息。有研究表明人眼的Gamma特征为0.3到0.5，这证实了人类是白天主要活动的生物这一事实。

Gamma 》 1创建Gamma大于1的曲线，会导致动态向“黑暗面”移动。因此，较亮的区域几乎完全被切断。为了弥补阴极射线管（CRT）显示器在暗区的非线性动态表示的不足，对图像应用了2.2的伽马值。这使得CRT在黑暗区域也能显示完全动态。

S曲线这是数码摄影中最常用的曲线。 它对暗区应用更多的黑度，使亮区更亮，并在“正常”照片具有最相关信息的中间范围提供动态。

Cut-off曲线对于您的图像处理应用程序不使用图像中的亮区或暗区的情况，查找表可以轻松地完全抑制这些信息。 同样，中间的截断也是可以想象的，这样只有图像中的亮区和暗区才能传递到主机 PC。

反转曲线这类曲线能交换亮区和暗区的灰度值。

以上所有的曲线都可以组合，帮助更快实现应用程序。

数据压缩

在机器视觉相机中使用 LUT 的一个鲜为人知的用途是压缩数据（例如从10 bit到8 bit），可以在不会丢失任何数据以实现更快的帧速率。

尽管 CoaXPress、GigE将通过高分辨率相机实现高速，但由于现有系统设计等原因，Camera Link仍将被广泛使用。如果需要 Camera Link，但需要全部发挥更快的传感器时序优势，LUT 是压缩数据的一种选择。诸如最新CMOS传感器可跨越60dB的动态范围。这需要 10 bit用于无损线性视频传输，然而，Camera Link （CL-10tap） 的最高数据速率配置仅支持 8 bit。

通过使用非线性压缩，可以减少要传输的比特数，以便在应用量化之前使噪声电平保持恒定且像素电平独立。在接收器侧，压缩的非线性数据可以被解压缩以再次表示线性传感器响应。

机器视觉软件eCapture

虹科的机器视觉软件 eCapture 提供对所有EVT相机功能的控制，以进行预览、捕获和保存。除了上述LUT功能之外还包括兴趣区域 （AOI）、集成控制和标准预处理，如亮度、伽马、帧率控制等。在将 9Gbps 图像流从相机直接捕获到应用程序缓冲区时，eCapture 软件解决方案还为 Windows 和 Linux 提供 《1% 的CPU占用率。

特点

实时预览和捕捉

完全控制虹科EVT相机

IP配置设置

远程固件升级

GenICam相机功能

自定义GenICam XML加载

记录功能

绘图工具

LUT实用程序

文件保存

机器视觉曲线调制增强

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