Tonal Range#

Tonal Range 的「自動相機」功能讓您只需一個步驟，即可調整對比度或色彩偏移，或同時調整兩者。

若您將相機安裝在光學顯微鏡上使用，此功能將特別實用。

若要手動調整對比度或色彩偏移，請使用 Tonal Range 功能。

若要使用線性或 S 曲線函數來調整對比度，請使用 Brightness and Contrast 功能（若可用）。

您可以定義多個「自動函數 ROI」，藉此利用影像中不同部位的像素資料。

使用功能#

使用Tonal Range Auto#

使用Tonal Range Auto 並採用預設設定#

自動功能的參數已預設為在大多數情況下都能產生良好結果的數值。

若要使用預設設定調整對比度或色彩，或同時調整兩者：

請確保相機已能拍攝出優質影像，僅剩對比度偏低或色彩偏移等問題。色調範圍調整操作應僅針對影像品質已相當良好的影像進行。
在優化影像品質時，請依照以下步驟進行。
請為「Tonal Range Auto」自動功能指派至少一個自動功能 ROI。
請確保該自動功能 ROI 與影像 ROI存在重疊，無論是部分重疊或完全重疊皆可。
如果您使用的是彩色攝影機：
1. 若要一步完成對比度和色彩的調整，請將 AutoTonalRangeModeSelector 參數設為 ColorAndContrast.
2. 若您只想調整對比度，請將 AutoTonalRangeModeSelector 參數設為 Contrast.
3. 若您只想修正色彩偏移，請將 AutoTonalRangeModeSelector 參數設為 Color.
  （若您使用的是單色相機，則僅可進行對比度調整。該 AutoTonalRangeModeSelector 該參數預設為 Contrast （且無法更改。）
將相機中的 TonalRangeAuto 參數設為 Once.
在下次拍攝時，相機將根據預設設定調整對比度或色彩，或兩者皆調整。調整完成後，相機將自動功能設定為 Off 並將此調整套用至所有後續影像。
若要微調設定，請使用 Tonal Range 功能。

使用Tonal Range Auto 並搭配自訂設定#

若要使用自訂設定來調整對比度、色彩或兩者皆有，請按照以下步驟操作：

如果您使用的是彩色攝影機：
1. 若要一步完成對比度和色彩的調整，請將 AutoTonalRangeModeSelector 參數設為 ColorAndContrast.
2. 若您只想調整對比度，請將 AutoTonalRangeModeSelector 參數設為 Contrast.
3. 若您只想修正色彩偏移，請將 AutoTonalRangeModeSelector 參數設為 Color.
  （若您使用的是單色相機，則僅可進行對比度調整。該 AutoTonalRangeModeSelector 該參數預設為 Contrast （且無法更改。）
將相機中的 AutoTonalRangeAdjustmentSelector 參數設定為以下值之一：
- BrightAndDark (預設)：系統會自動對影像中的暗部與亮部進行調整。
- Dark: 自動調整僅套用至影像中的暗部區域。
- Bright: 自動調整僅套用至影像中的亮部區域。
指定深色閾值使用 AutoTonalRangeThresholdDark 參數中選擇性地指定 HTML 記錄檔 (*.html) 的路徑與檔名。
指定亮度閾值使用 AutoTonalRangeThresholdBright 參數中選擇性地指定 HTML 記錄檔 (*.html) 的路徑與檔名。
若 buffer operator 的 AutoTonalRangeModeSelector 參數設為 ColorAndContrast 或 Contrast:
1. 將相機中的 AutoTonalRangeTargetDark 通往黑暗的參數目標值.
2. 將相機中的 AutoTonalRangeTargetBright 參數指向明亮之處目標值.
3. 將相機中的 TonalRangeAuto 參數設為 Once.
  在下次拍攝時，相機將根據預設設定調整對比度或色彩，或兩者皆調整。調整完成後，相機將自動功能設定為 Off 並將此調整套用至所有後續的 simages。
4. 若要微調設定，請使用 Tonal Range 功能。

影像優化流程#

若要優化影像品質，請依照以下步驟操作，以避免產生副作用：

請使用 Exposure Time、 Black Level、以及「增益」功能來進行基本的影像優化。請確保影像不會過度飽和。
若您使用的是彩色相機，請透過以下方式調整白平衡： Light Source Preset、Balance White 自動，或 Balance White 功能來調整白平衡。
使用「Tonal Range 」的「自動」及 Tonal Range 功能來優化對比度、色彩，或兩者兼具。

運作原理#

要理解色調範圍的操作，最好的方法是觀察影像中色調分佈的圖形化呈現，也就是影像直方圖。

Basler 的pylon Viewer 提供了「直方圖」窗格，在執行色調範圍操作時非常實用。

資訊

視您相機上啟用了哪些其他功能而定，「pylon Viewer 」中的直方圖窗格可能不會顯示自動功能實際使用的資料。
例如， Gamma 功能是在色調範圍處理之後進行的。因此，pylon Viewer 中顯示的直方圖包含伽瑪校正，但自動功能所使用的資料中則不包含此項。

來源值與目標值#

Tonal Range 的「自動」功能，其概念與 Tonal Range 功能：即將來源值映射至目標值。

不同之處在於相機如何確定來源值與目標值：

相機透過計算閾值來判定暗部與亮部的光源值。
攝影機會依照以下方式確定暗部與亮部的目標值：
- 在進行對比度調整時，相機會讀取 AutoTonalRangeTargetDark 進行明確的生命週期管理即呼叫 AutoTonalRangeTargetBright 參數。
- 在進行色彩調整時，相機會自動決定目標值，以正確對齊 RGB 直方圖。

一旦相機確定了來源值與目標值，便會完全依照 Tonal Range 主題中所述的方式，精確地進行對比度與色彩調整。

閾值#

在自動調整色調範圍的過程中，系統會根據閾值自動計算來源數值。

您必須使用 AutoTonalRangeThresholdDark 進行明確的生命週期管理即呼叫 AutoTonalRangeThresholdBright 參數。這些參數以影像中所有像素的百分比表示。

資訊

在本節中，假設「自動功能 ROI」與「影像 ROI」完全相同，此為預設設定。若您變更了「自動功能 ROI」的設定，則這些百分比所指的，是「自動功能 ROI」與「影像 ROI」之間重疊區域內的像素。

根據這些百分比，相機會計算出以下結果：

暗閾值，即直方圖中，當指定數量的像素其像素值低於或等於該閾值時所對應的數值。
亮度閾值，即直方圖中，當指定數量的像素其像素值大於或等於該閾值時的數值。

兩個閾值之間的範圍定義了您的中間調，也就是您認為對影像至關重要的像素值。

範例： 假設您將 Image ROI 的 AutoTonalRangeThresholdDark 將參數設為 0.3，而 AutoTonalRangeThresholdBright 將參數設為 0.4。相機偵測到，影像中有 0.3 % 的像素值小於或等於 52，而 0.4 % 的像素值大於或等於 204。因此，暗閾值為 52，亮閾值為 204。

《黑暗與光明之閾》插圖

範例程式碼#

C++ (Native)C++ (Generic)C#C (Generic)Python

// Enable contrast adjustments only
camera.AutoTonalRangeModeSelector.SetValue(AutoTonalRangeModeSelector_Contrast);
// Specify that both ends of the tonal range are to be adjusted automatically
camera.AutoTonalRangeAdjustmentSelector.SetValue(AutoTonalRangeAdjustmentSelector_BrightAndDark);
// Set the percentage of pixels that is used to calculate the dark threshold
camera.AutoTonalRangeThresholdDark.SetValue(0.3);
// Set the percentage of pixels that is used to calculate the bright threshold
camera.AutoTonalRangeThresholdBright.SetValue(0.4);
// Set the dark target value
camera.AutoTonalRangeTargetDark.SetValue(0);
// Set the bright target value
camera.AutoTonalRangeTargetBright.SetValue(255);
// Enable the Tonal Range Auto auto function
camera.TonalRangeAuto.SetValue(TonalRangeAuto_Once);

INodeMap& nodemap = camera.GetNodeMap();
// Enable contrast adjustments only
CEnumParameter(nodemap, "AutoTonalRangeModeSelector").SetValue("Contrast");
// Specify that both ends of the tonal range are to be adjusted automatically
CEnumParameter(nodemap, "AutoTonalRangeAdjustmentSelector").SetValue("BrightAndDark");
// Set the percentage of pixels that is used to calculate the dark threshold
CFloatParameter(nodemap, "AutoTonalRangeThresholdDark").SetValue(0.3);
// Set the percentage of pixels that is used to calculate the bright threshold
CFloatParameter(nodemap, "AutoTonalRangeThresholdBright").SetValue(0.4);
// Set the dark target value
CIntegerParameter(nodemap, "AutoTonalRangeTargetDark").SetValue(0);
// Set the bright target value
CIntegerParameter(nodemap, "AutoTonalRangeTargetBright").SetValue(255);
// Enable the Tonal Range Auto auto function
CEnumParameter(nodemap, "TonalRangeAuto").SetValue("Once");

// Enable contrast adjustments only
camera.Parameters[PLCamera.AutoTonalRangeModeSelector].SetValue(PLCamera.AutoTonalRangeModeSelector.Contrast);
// Specify that both ends of the tonal range are to be adjusted automatically
camera.Parameters[PLCamera.AutoTonalRangeAdjustmentSelector].SetValue(PLCamera.AutoTonalRangeAdjustmentSelector.BrightAndDark);
// Set the percentage of pixels that is used to calculate the dark threshold
camera.Parameters[PLCamera.AutoTonalRangeThresholdDark].SetValue(0.3);
// Set the percentage of pixels that is used to calculate the bright threshold
camera.Parameters[PLCamera.AutoTonalRangeThresholdBright].SetValue(0.4);
// Set the dark target value
camera.Parameters[PLCamera.AutoTonalRangeTargetDark].SetValue(0);
// Set the bright target value
camera.Parameters[PLCamera.AutoTonalRangeTargetBright].SetValue(255);
// Enable the Tonal Range Auto auto function
camera.Parameters[PLCamera.TonalRangeAuto].SetValue(PLCamera.TonalRangeAuto.Once);

/* Macro to check for errors */
#define CHECK(errc) if (GENAPI_E_OK != errc) printErrorAndExit(errc)
GENAPIC_RESULT errRes = GENAPI_E_OK;  /* Return value of pylon methods */
/* Enable contrast adjustments only */
errRes = PylonDeviceFeatureFromString(hdev, "AutoTonalRangeModeSelector", "Contrast");
CHECK(errRes);
/* Specify that both ends of the tonal range are to be adjusted automatically */
errRes = PylonDeviceFeatureFromString(hdev, "AutoTonalRangeAdjustmentSelector", "BrightAndDark");
CHECK(errRes);
/* Set the percentage of pixels that is used to calculate the dark threshold */
errRes = PylonDeviceSetFloatFeature(hdev, "AutoTonalRangeThresholdDark", 0.3);
CHECK(errRes);
/* Set the percentage of pixels that is used to calculate the bright threshold */
errRes = PylonDeviceSetFloatFeature(hdev, "AutoTonalRangeThresholdBright", 0.4);
CHECK(errRes);
/* Set the dark target value */
errRes = PylonDeviceSetIntegerFeature(hdev, "AutoTonalRangeTargetDark", 0);
CHECK(errRes);
/* Set the bright target value */
errRes = PylonDeviceSetIntegerFeature(hdev, "AutoTonalRangeTargetBright", 255);
CHECK(errRes);
/* Enable the Tonal Range Auto auto function */
errRes = PylonDeviceFeatureFromString(hdev, "TonalRangeAuto", "Once");
CHECK(errRes);

# Enable contrast adjustments only
camera.AutoTonalRangeModeSelector.Value = "Contrast"
# Specify that both ends of the tonal range are to be adjusted automatically
camera.AutoTonalRangeAdjustmentSelector.Value = "BrightAndDark"
# Set the percentage of pixels that is used to calculate the dark threshold
camera.AutoTonalRangeThresholdDark.Value = 0.3
# Set the percentage of pixels that is used to calculate the bright threshold
camera.AutoTonalRangeThresholdBright.Value = 0.4
# Set the dark target value
camera.AutoTonalRangeTargetDark.Value = 0
# Set the bright target value
camera.AutoTonalRangeTargetBright.Value = 255
# Enable the Tonal Range Auto auto function
camera.TonalRangeAuto.Value = "Once"

您也可以 use the pylon Viewer 來輕鬆設定參數。