Bakalářská práce se zabývá metodami kalibrace neuniformity infračervené kamery IRCA-3 za použití černého tělesa FLUKE 4181. Výsledným korekčním hodnotám je upravován numerický formát za účelem ušetření výpočetních a paměťových režií.
V rámci práce vznikl program v jazyce C#, realizující společnou komunikaci a možnost provést automatické měření s ukládáním snímků do připravené šablony ve formátu XML. V programu se také nachází detekce a oprava vadných a mrtvých pixelů a generování korekčních matic pro jednobodovou, dvoubodovou a polynomiální korekci. Aplikace dokáže porovnat upravené a naměřené hodnoty společně s ideálním lineárním průběhem. V rámci optimalizace numerických formátů byly nalezeny potřebné formáty pro uložení jednotlivých korekčních hodnot, při zachování chybovosti pod 1 % na pixel. Algoritmy pro úpravu a optimalizaci jsou realizované v Matlabu pomocí balíku Fixed point toolbox.
Anotace v angličtině
The bachelor thesis deals with methods for calibrating the non-uniformity of the IRCA-3 infrared camera using the FLUKE 4181 blackbody. The resulting correction values are modified in numerical format to save computational and memory overhead.
A C# program has been developed within the framework of the work, which implements a common communication and the possibility to perform automatic measurements with saving of images in a prepared template in XML format. The programme also includes the detection and correction of defective and dead pixels and the generation of correction matrices for single point, two point and polynomial correction. The application can compare corrected and measured values together with an ideal linear curve. The numerical format optimisation found the necessary formats for storing the individual correction values while keeping the error rate below 1 % per pixel. The fitting and optimisation algorithms are implemented in Matlab using the Fixed Point Toolbox package.
Bakalářská práce se zabývá metodami kalibrace neuniformity infračervené kamery IRCA-3 za použití černého tělesa FLUKE 4181. Výsledným korekčním hodnotám je upravován numerický formát za účelem ušetření výpočetních a paměťových režií.
V rámci práce vznikl program v jazyce C#, realizující společnou komunikaci a možnost provést automatické měření s ukládáním snímků do připravené šablony ve formátu XML. V programu se také nachází detekce a oprava vadných a mrtvých pixelů a generování korekčních matic pro jednobodovou, dvoubodovou a polynomiální korekci. Aplikace dokáže porovnat upravené a naměřené hodnoty společně s ideálním lineárním průběhem. V rámci optimalizace numerických formátů byly nalezeny potřebné formáty pro uložení jednotlivých korekčních hodnot, při zachování chybovosti pod 1 % na pixel. Algoritmy pro úpravu a optimalizaci jsou realizované v Matlabu pomocí balíku Fixed point toolbox.
Anotace v angličtině
The bachelor thesis deals with methods for calibrating the non-uniformity of the IRCA-3 infrared camera using the FLUKE 4181 blackbody. The resulting correction values are modified in numerical format to save computational and memory overhead.
A C# program has been developed within the framework of the work, which implements a common communication and the possibility to perform automatic measurements with saving of images in a prepared template in XML format. The programme also includes the detection and correction of defective and dead pixels and the generation of correction matrices for single point, two point and polynomial correction. The application can compare corrected and measured values together with an ideal linear curve. The numerical format optimisation found the necessary formats for storing the individual correction values while keeping the error rate below 1 % per pixel. The fitting and optimisation algorithms are implemented in Matlab using the Fixed Point Toolbox package.
Seznamte se s černým tělesem FLUKE 4181 a LWIR kamerou IRCA3m a s principy jejich funkce. Nastudujte jejich API a komunikační protokoly.
Seznamte se metodami kalibrace nonuniformity. Pomocí multikriteriálních metod optimalizace navrhněte metodu kalibrace sensoru pomocí polynomiální korekce v uživatelsky stanovených rozmezích snímaných teplot a teplot snímače.
Navrhněte metody optimalizace numerického formátu koeficientů získaných polynomů tak, aby je bylo možné použít pro realtime korekci v hradlovém poli.
Seznamte se s jazykem C#, technologiemi .NET a navrhněte aplikaci, která bude výše zmíněné realizovat na reálném hardware a umožní automatizované vytváření kalibračních matic.
Zásady pro vypracování
Seznamte se s černým tělesem FLUKE 4181 a LWIR kamerou IRCA3m a s principy jejich funkce. Nastudujte jejich API a komunikační protokoly.
Seznamte se metodami kalibrace nonuniformity. Pomocí multikriteriálních metod optimalizace navrhněte metodu kalibrace sensoru pomocí polynomiální korekce v uživatelsky stanovených rozmezích snímaných teplot a teplot snímače.
Navrhněte metody optimalizace numerického formátu koeficientů získaných polynomů tak, aby je bylo možné použít pro realtime korekci v hradlovém poli.
Seznamte se s jazykem C#, technologiemi .NET a navrhněte aplikaci, která bude výše zmíněné realizovat na reálném hardware a umožní automatizované vytváření kalibračních matic.
Seznam doporučené literatury
\renewcommand{\labelenumi}{[\theenumi]}
Bass, Michael and colective, Handbook of Optics, Third Edition Volume I,II, III, IV; McGraw-Hill, Inc. New York, NY, USA, 2010, ISBN: 0071498893 9780071498890
Albahari, Joseph: C# 7.0 in a Nutshell: The Definitive Reference, O'Reilly Media; 1 edition (October 28, 2017), ISBN: 978-1491987650
A. E. Mudau, C. J. Willers, D. Griffith and F. P. J. le Roux, "Non-uniformity correction and bad pixel replacement on LWIR and MWIR images," 2011 Saudi International Electronics, Communications and Photonics Conference (SIECPC), Riyadh, 2011, pp. 1-5.
Rozkovec, M, Dokumentace IRCA3m, TUL, Liberec, 2019
Seznam doporučené literatury
\renewcommand{\labelenumi}{[\theenumi]}
Bass, Michael and colective, Handbook of Optics, Third Edition Volume I,II, III, IV; McGraw-Hill, Inc. New York, NY, USA, 2010, ISBN: 0071498893 9780071498890
Albahari, Joseph: C# 7.0 in a Nutshell: The Definitive Reference, O'Reilly Media; 1 edition (October 28, 2017), ISBN: 978-1491987650
A. E. Mudau, C. J. Willers, D. Griffith and F. P. J. le Roux, "Non-uniformity correction and bad pixel replacement on LWIR and MWIR images," 2011 Saudi International Electronics, Communications and Photonics Conference (SIECPC), Riyadh, 2011, pp. 1-5.