Tonal Range#

相机的 Tonal Range 功能可让您手动调整对比度或纠正色彩偏移。

要使用此功能，您必须熟悉色调范围和图像直方图的概念。

如果要自动调整色调范围，请使用 Tonal Range Auto 功能。

如果要使用线性或 S 曲线函数调整对比度，请使用 Brightness and Contrast 功能（如果可用）。

该功能的使用#

调整对比度#

要手动调整对比度：

1. 确保相机已生成出色的图像，并且仅存在对比度低或色彩偏移等问题。色调范围操作只能在已经具有良好图像质量的图像上执行。
   优化图像质量时，请按照以下提供的顺序操作。
2. 设置 TonalRangeEnable parameter to 在.
3. 设置 TonalRangeSelector parameter to 总和.
4. 设置 TonalRangeSourceDark and TonalRangeTargetDark parameters to the dark source and target values.
   If the dark target value is lower than the dark source value, contrast is increased.
5. 设置 TonalRangeSourceBright and TonalRangeTargetBright parameters to the bright source and target values.
   If the bright target value is greater than the bright source value, contrast is increased.

校正色彩偏移#

要手动纠正色彩偏移：

1. 确保相机已生成出色的图像，并且仅存在对比度低或色彩偏移等问题。色调范围操作只能在已经具有良好图像质量的图像上执行。
   优化图像质量时，请按照以下提供的顺序操作。
2. 设置 TonalRangeEnable parameter to 在.
3. 设置 TonalRangeSelector parameter to 红色, 绿色, or 蓝色, depending on the color shift you want to correct.
   示例： If your images have a green cast, set the parameter to 绿色.
4. 设置 TonalRangeSourceDark, TonalRangeTargetDark, TonalRangeSourceBright, and TonalRangeTargetBright parameters to source and target values that align the current histogram with the other histograms.

图像优化顺序#

如果要优化图像质量，请按照以下顺序操作，以避免产生副作用：

1. 使用 Exposure Time、Black Level 和 Gain 功能执行基本图像优化。确保图像不会过度饱和。
2. 如果您使用的是彩色相机，请使用 Light Source Preset、Balance White Auto 或 Balance White 功能。
3. 使用 Tonal Range Auto 和 Tonal Range 功能优化对比度和/或颜色。

运作原理#

通过查看图像中色调分布的图形化表示（即图像直方图），可以更好地理解色调范围操作。

Basler pylon Viewer 提供了直方图窗格，这在执行色调范围操作时会非常有用。

源和目标值#

对比度和色彩调节均基于将源值映射到目标值的相同概念。

为了说明这一点，可以将源值视为直方图中的“锚点”，将目标值视为锚点要移至的点。

当源值映射到目标值时，整个直方图会相应地扩展或拉伸：

暗/亮源和目标值#

如上所示，必须定义两组源和目标值才能执行色调范围操作：

• Dark source and target values, located at the lower end of the histogram.
  You specify these values using the TonalRangeSourceDark and TonalRangeTargetDark parameters.
• Bright source and target values, located at the upper end of the histogram.
  You specify these values using the TonalRangeSourceBright and TonalRangeTargetBright parameters.

所有源和目标值的范围均可从 0 到最大像素值（例如，如果设置了 12 位像素格式，则为 4095）。由于直方图拉伸和扩展的程度受到限制，因此参数范围也可能受到限制。

对比度调整（单色和彩色相机）#

在所有支持Tonal Range 功能的相机上，您都可以使用该功能调整对比度。

低对比度图像的色调范围较窄：

Tonal Range 功能可让您手动加宽色调范围，从而增加对比度。

通过将暗源值映射到较低的目标值，将亮源值映射到较高的目标值，可以扩大色调范围。

两个源值之间的区域定义了中间色调，即您认为对图像至关重要的像素值。

要自动执行此过程，请使用 Tonal Range Auto 功能。

色彩校正（仅限彩色相机）#

在支持 Tonal Range 功能的彩色相机上，您也可以使用该功能纠正色彩偏移。

如果图像中的颜色发生偏移，则三个 RGB（红、绿、蓝色）直方图将显示为未对齐。例如，如果您的图像存在偏红色调，则红色直方图将显示在比绿色和蓝色直方图更靠右的位置（请参见下面的示例）。

Tonal Range 功能使您可以手动对齐 RGB 直方图，从而减少色彩偏移。

您可以通过设置源和目标值来对齐 RGB 直方图，以便将所有直方图拉伸并移动到相似的起点和终点。

要自动执行此过程，请使用 Tonal Range Auto 功能。

外部链接#

• 照明与摄影：曝光与色调范围考虑事项 (Tuts+)
• 图像直方图（维基百科）

示例代码#

// 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 轻松设置参数。