Caracterización fotométrica de una cámara comercial DSLR para la implementación de un luminancímetro de imagen

Abstract

En este trabajo describimos el procedimiento seguido en la caracterización fotométrica de una cámara DSLR con la intención de implementar un luminancímetro de imagen. El primer paso consistió en el montaje experimental de un sistema para obtener las curvas de respuesta espectral del sensor CMOS para sus tres canales: rojo (R), verde (G) y azul (B). Después, con base en la combinacion lineal de las curvas de los canales RGB, calculamos una aproximación a la funcion de eficiencia luminosa de la CIE, V(lambda) para la camara. Posteriormente, caracterizamos la lente de la cámara, lo que implicá medir su curva de transmitancia espectral y evaluar la uniformidad del conjunto lente-sensor para compensar la pérdida de sensibilidad en la periferia de la imagen (viñeteo). Finalmente, realizamos una calibración absoluta en luminancia y llevamos a cabo una prueba piloto para crear imágenes de alto rango dinamico (HDR) y mapas de luminancia de una escena. Los resultados favorables de la prueba piloto auguran una exitosa implementación del luminancímetro de imagen, sin embargo es necesario finalizar con el desarrollo de un software para el procesamiento de las imágenes y hacer una mayor cantidad de pruebas para poder validar su uso en diferentes situaciones o bien, establecer las restricciones de su uso.

In this paper we describe the procedure followed in the photometric characterization of a DSLR camera in order to implement an imaging luminance meter. The first step consisted in the experimental setup of a system to obtain the spectral response curves of the CMOS sensor for its three channels: red (R), green (G) and blue (B). Then, based on the linear combination of the RGB channel curves, we calculated an approximation of the CIE luminous efficiency function, V(λ), for the camera. We then characterized the camera lens which involved measuring its spectral transmittance and evaluating the uniformity of the lens-sensor assembly to compensate for loss of sensitivity at the image periphery (vignetting). Finally, we performed an absolute calibration in luminance and carried out a pilot test to create high dynamic range (HDR) images and luminance maps of a scene. The favourable results of the pilot test augur a successful implementation of the image luminance meter, however, it is necessary to finish with the development of a software for the image processing and to do more tests in order to be able to validate its use in different situations or to establish the restrictions of its use.