flatfieldCorrectie

Flat-fieldcorrectie, vaak afgekort als flat-fielding, is een voorbewerkingsstap in digitale beeldvorming die variaties in de belichting en de pixelrespons van een detector corrigeert. Het doel is beelden met een uniforme achtergrond te verkrijgen en betrouwbare intensiteitsmetingen mogelijk te maken.

Voor het toepassen van flat-fieldcorrectie zijn twee typen kalibratiebeelden nodig: flat-field-opnames en dark frames. Flat-field-opnames worden gemaakt bij een uniform verlichte scène onder dezelfde optische configuratie en belichting als de onderzoeksopnamen. Dark frames registreren de signaalcomponent van de sensor in afwezigheid van licht (donkercurrent) voor dezelfde belichting. Meesterframes worden gemaakt door meerdere frames te middelen om ruis te verminderen.

De correctie wordt toegepast door eerst het dark frame af te trekken van zowel de onderzoeksbeelden als de flat-fieldbeelden, en vervolgens de dark-subtracted onderzoeksbeelden te delen door de dark-subtracted flat-fieldbeelden. Het resultaat wordt vaak genormaliseerd zodat de gemiddelde waarde van het flat-field behouden blijft. Een gebruikelijke formule is I' = (S - D) / (F - D), waarbij S het onderzoeksbeeld is, F het flat-fieldbeeld en D het dark frame.

Toepassingen liggen onder meer in de microscopie (fluorescentie, confocale) en astronomie. Voordelen zijn onder andere correctie van ongelijke belichting, vignetering en schaduw van stofdeeltjes, wat leidt tot minder achtergrondvlekken en betere kwantificatie. Beperkingen zijn onder meer de vereiste van stabiele belichting en exacte afstemming van de kalibratiebeelden op de wetenschappelijke opnamen; ruis kan in zwakke delen van het beeld worden versterkt; en er kan een spectrale afhankelijkheid zijn waardoor flat-field geschikt moet zijn voor specifieke golflengten.