Tonal Range#

Tonal Range camera feature 允許您手動調整對比度或校正偏色。

若要使用此功能，您必須熟悉 tonal range 與 image histograms 的概念。

如果您想自動調整色調範圍，請使用 Tonal Range Auto 功能。

如果您想使用線性或 S 曲線函數調整對比度，請使用 Brightness and Contrast 功能（若適用）。

使用此功能#

調整對比度#

若要手動調整對比度：

1. 請確保相機已經能產生良好的影像，僅剩 low contrast 或 shifted colors 等問題。色調範圍操作只能在已經具備良好 Quality 的影像上執行。
   在最佳化影像 Quality 時，請遵循 sequence given below。
2. 將 TonalRangeEnable 參數設為 On.
3. 將 TonalRangeSelector 參數設為 Sum.
4. 將 TonalRangeSourceDark 和 TonalRangeTargetDark 參數設為 暗色來源與目標值.
   如果暗色目標值 lower 小於暗色來源值，對比度就會增加。
5. 將 TonalRangeSourceBright 和 TonalRangeTargetBright 參數設為 亮色來源與目標值.
   如果亮色目標值 大於 亮色來源值，對比度就會增加。

校正偏色#

若要手動校正偏色：

1. 請確保相機已經能產生良好的影像，僅剩 low contrast 或 shifted colors 等問題。色調範圍操作只能在已經具備良好 Quality 的影像上執行。
   在最佳化影像 Quality 時，請遵循 sequence given below。
2. 將 TonalRangeEnable 參數設為 On.
3. 將 TonalRangeSelector 參數設為 Red, Green或 Blue，具體取決於您要校正的偏色。
   範例： 如果您的影像帶有綠色色偏，請將參數設定為 Green.
4. 將 TonalRangeSourceDark, TonalRangeTargetDark, TonalRangeSourceBright的狀態，以及 TonalRangeTargetBright 參數設為 來源與目標值 將目前直方圖與其他直方圖進行對齊。

影像最佳化順序#

若要最佳化影像 Quality，請按照以下順序操作以避免產生副作用：

1. 使用 Exposure Time、Black Level 和 Gain 功能進行基本的影像最佳化。確保影像沒有過度曝光。
2. 如果您使用的是彩色相機，請使用 Light Source Preset、Balance White Auto 或 Balance White 功能調整白平衡。
3. 使用 Tonal Range Auto 和 Tonal Range 功能來最佳化對比度、色彩或兩者。

運作原理#

要理解色調範圍操作，最好透過檢視影像中色調分佈的圖形表示（即 image histogram）來進行。

Basler pylon Viewer 提供 Histogram 窗格，這在執行色調範圍操作時非常有用。

來源與目標值#

對比度和色彩調整都基於將 source 值對應到 target值的相同概念。

為了說明這一點，您可以將 source 值想像為直方圖中的「錨點」，而 target 值則是錨點移動到的位置。

當 source 值對應到 target 值時，整個直方圖會相應地擴展或拉伸：

Dark/Bright Source and Target Values#

如上圖所示，必須定義兩組 source 和 target 值才能執行色調範圍操作：

• Dark source 和 target 值，位於 lower 直方圖的尾端。
  您可以使用以下方式指定這些值： TonalRangeSourceDark 和 TonalRangeTargetDark 參數的狀態。
• Bright source 和 target 值，位於 upper 直方圖的尾端。
  您可以使用以下方式指定這些值： TonalRangeSourceBright 和 TonalRangeTargetBright 參數的狀態。

所有 source 和 target 值的範圍可以從 0 到最大像素值（例如，如果設定了 12 位元 Pixel Format，則為 4095）。由於直方圖拉伸和擴展的程度有限，參數範圍也可能受到限制。

對比度調整（黑白與彩色相機）#

在支援 Tonal Range 功能的所有相機上，您都可以使用該功能來調整對比度。

低對比度影像具有狹窄的色調範圍：

利用 Tonal Range 功能，您可以手動加寬 Tonal Range，進而增加對比度。

加寬 Tonal Range 的方式是將 dark source value 對應至較低的目标值，並將 bright source value 對應至較高的目标值。

這兩個來源值之間的區域定義了您的中間調，也就是您認為對影像至關重要的像素值。

若要自動執行此程序，請使用 Tonal Range Auto 功能。

色彩校正（僅限彩色相機）#

在支援 Tonal Range 功能的彩色相機上，您也可以使用此功能來校正色彩偏差。

如果您影像中的色彩發生偏差，三個 RGB（紅、綠、藍）色階分佈圖將會無法對齊。例如，如果您的影像偏紅，紅色色階分佈圖顯示的位置會比綠色和藍色色階分佈圖更靠右（請參閱以下範例）。

利用 Tonal Range 功能，您可以手動對齊 RGB 色階分佈圖，進而減少色彩偏差。

您可以透過設定 source and target values 來對齊 RGB 色階分佈圖，使所有色階分佈圖都能拉伸並移動至相近的起點與終點。

若要自動執行此程序，請使用 Tonal Range Auto 功能。

外部連結#

• 光線與攝影：曝光與 Tonal Range 考量（Tuts+）
• 影像色階分佈圖（維基百科）

範例程式碼#

// Enable tonal range adjustments
camera.TonalRangeEnable.SetValue(TonalRangeEnable_On);
// Specify that the summed RGB pixel values are used for tonal range adjustments
camera.TonalRangeSelector.SetValue(TonalRangeSelector_Sum);
// Set the dark source and target values
camera.TonalRangeSourceDark.SetValue(30);
camera.TonalRangeTargetDark.SetValue(0);
// Set the bright source and target values
camera.TonalRangeSourceBright.SetValue(240);
camera.TonalRangeTargetBright.SetValue(255);

INodeMap& nodemap = camera.GetNodeMap();
// Enable tonal range adjustments
CEnumParameter(nodemap, "TonalRangeEnable").SetValue("On");
// Specify that the summed RGB pixel values are used for tonal range adjustments
CEnumParameter(nodemap, "TonalRangeSelector").SetValue("Sum");
// Set the dark source and target values
CIntegerParameter(nodemap, "TonalRangeSourceDark").SetValue(30);
CIntegerParameter(nodemap, "TonalRangeTargetDark").SetValue(0);
// Set the bright source and target values
CIntegerParameter(nodemap, "TonalRangeSourceBright").SetValue(240);
CIntegerParameter(nodemap, "TonalRangeTargetBright").SetValue(255);

// Enable tonal range adjustments
camera.Parameters[PLCamera.TonalRangeEnable].SetValue(PLCamera.TonalRangeEnable.On);
// Specify that the summed RGB pixel values are used for tonal range adjustments
camera.Parameters[PLCamera.TonalRangeSelector].SetValue(PLCamera.TonalRangeSelector.Sum);
// Set the dark source and target values
camera.Parameters[PLCamera.TonalRangeSourceDark].SetValue(30);
camera.Parameters[PLCamera.TonalRangeTargetDark].SetValue(0);
// Set the bright source and target values
camera.Parameters[PLCamera.TonalRangeSourceBright].SetValue(240);
camera.Parameters[PLCamera.TonalRangeTargetBright].SetValue(255);

/* 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 tonal range adjustments */
errRes = PylonDeviceFeatureFromString(hdev, "TonalRangeEnable", "On");
CHECK(errRes);
/* Specify that the summed RGB pixel values are used for tonal range adjustments */
errRes = PylonDeviceFeatureFromString(hdev, "TonalRangeSelector", "Sum");
CHECK(errRes);
/* Set the dark source and target values */
errRes = PylonDeviceSetIntegerFeature(hdev, "TonalRangeSourceDark", 30);
CHECK(errRes);
errRes = PylonDeviceSetIntegerFeature(hdev, "TonalRangeTargetDark", 0);
CHECK(errRes);
/* Set the bright source and target values */
errRes = PylonDeviceSetIntegerFeature(hdev, "TonalRangeSourceBright", 240);
CHECK(errRes);
errRes = PylonDeviceSetIntegerFeature(hdev, "TonalRangeTargetBright", 255);
CHECK(errRes);

# Enable tonal range adjustments
camera.TonalRangeEnable.Value = "On"
# Specify that the summed RGB pixel values are used for tonal range adjustments
camera.TonalRangeSelector.Value = "Sum"
# Set the dark source and target values
camera.TonalRangeSourceDark.Value = 30
camera.TonalRangeTargetDark.Value = 0
# Set the bright source and target values
camera.TonalRangeSourceBright.Value = 240
camera.TonalRangeTargetBright.Value = 255

您也可以使用 pylon Viewer 來輕鬆設定參數。