フラットフィールド補正とは?
フラットフィールド補正(Wikipedia: FFC)は補正に使用される方法です。
□ | カメラのピクセルセンサー間の光感度の違い |
□ | 光学システムに関連するいくつかのアーティファクト(不均一な照明やケラレなど) |
目標は、均一な背景がシステム(カメラとレンズ)によって取り込まれるときに結果として得られる出力画像が均一になるように、取り込まれた(生の)画像のピクセルを補正することです。

この補正は、生画像の各画素に以下の操作を適用することによって完了します。
正しいピクセル数 = (生のピクセル数 - オフセットピクセル数) * ゲイン
ここで、 オフセットとゲインの両方の係数は各ピクセルに固有の値です。
係数オフセットおよびゲインの評価には、次の段落で説明するキャリブレーション手順が必要です。

係数を計算するためのキャリブレーション手順は、次の2つのステップで実行されます。
暗い画像の取り込み
暗い画像がシステムによって取得されます。これは通常、レンズをキャップで覆うことで取得できます。取り込まれた画像はセンサの 暗電流 を表しており、通常の状態で画像を取得するときに排除したい固定バイアスと見なされます。これは dark-frame subtractionと呼ばれています。
正しいピクセル数 = 生のピクセル数 - 暗いピクセル数
各ピクセルの暗いピクセル値は、上記のFFCのオフセットに対応しています。
フラット画像の取り込み
フラット画像がシステムによって取得されます。たとえば、彩度を避けるのに明るすぎず、暗すぎない、フラットな(均一な)背景を取得します。
暗くて平坦な収集から、FFCのゲイン値を計算するのに十分なデータがあります。
このために、我々はフラット画像に対して正しいピクセル数を正しいと考える画素値として定義します。この値を、ダークイメージ(平均(フラット))の平均によって補正されたフラットイメージ(平均(フラット))の平均ピクセル値として設定します。FFCの用語では、これは:
平均(フラット) - 平均(ダーク) = (フラットピクセル数- ダークピクセル数) * ゲイン
これはゲイン値につながります
ゲイン = (平均(フラット) - 平均(ダーク) / (フラットピクセル数- ダークピクセル数)
フラットイメージとダークイメージの両方のすべてのピクセルをカバーするために、同じ計算が(幅* 高さ)回繰り返されます。これにより、画像の各ピクセルに対して特定の補正が行われます。
注:カメラユニット、照明、光学機器など、システムの一部が変更された場合は、本キャリブレーション手順をやり直す必要があります。

カラーピクセルフォーマットの場合、 平均(フラット)の値を計算する方法はいくつかあります。全ての場合において、ゲイン計算は全てのピクセル成分をカバーするために (幅 * 高さ * ピクセルあたりのコンポーネント) 回繰り返され、画像の各ピクセル成分に対して特定の補正をします。
ピクセルコンポーネントを個別に処理する
例RGB
:
● | 赤コンポーネントのゲイン値を計算するために平均(フラット[赤])を使用します。 |
● | 緑コンポーネントのゲイン値を計算するために平均(フラット[緑])を使用します。 |
● | 青コンポーネントのゲイン値を計算するために平均(フラット[青])を使用します。 |
ピクセルコンポーネントを個別に処理する
例RGBの場合は、赤、緑、青のコンポーネントのゲイン値を計算するために平均(平均(フラット[赤])、平均(フラット[緑])、平均(フラット[青]))を使用します
この方法で平均を計算します(例(画素成分に対して)FCF係数を得ると、それもまた成分間のバランスを補正します。そのため、フラットイメージを取得するために使用される均一な背景の品質に応じて、FFCは効果的にホワイトバランス補正を実行することができます。