图像评价工具与方法.docx

图像测试规范
注：下载测试工具软件（HYRes3_1.exe、Opanda IExif 2.3、Imatest）

1. 图像分辨率：图像中存储的信息量，是每英寸图像内有多少个像素点，分辨率的单位为PPI(Pixels Per Inch)，通常叫做:像素每英寸。
测试工具
分辨率测试图卡：ISO12233，Imatest
测试环境
温度    20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
（1 ）测试样品处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率。
（2）调节终端镜头与测试图卡    (ISO resolution Chart for Electronics Still Cameras )之间的距离，使图卡成像清晰,并使水平方向的粗框与画面水平框平行，拍摄是让图卡的有效高度（粗框内侧的高度）正好沾满画面。一般图像格式水平像素与垂直像素比例为 4：3，使所拍摄画面为黑线内区域即可。（如图1）
（3 ）截取中心水平分辨率和中心垂直分辨率双曲线光楔图像，如下图2所示：
4）用目视的方法从低向高观察光楔图像线数的变化，当线数发生变化时（5→4，9→8），此时图像上对应的刻度数 n即为视觉分辨率,单位为 100LW/PH。LW/PH为 Line Width/Phase Height,表示充满整个画面高度所需的线的条数，用于描述镜头对所拍摄物体的细节刻画能力。
预期结果
针对不同有效像素的摄像头，其中心视场的水平，垂直分辨率应满足下列要求：标称 30万像素以上       中心不低于400  LW/PH   
标称 130万像素以上     中心不低于 600 LW/PH   
标称 200万像素以上      中心不低于 750 LW/PH
标称 300万像素以上      中心不低于 1000 LW/PH
标称 500万像素以上     中心不低于 1400 LW/PH
标称 800万像素以上      中心不低于 2000 LW/PH

图1

图2

2.自动变焦：自动变焦其实就是自动聚焦，一般的自动聚焦相机里面有个CCD感应成相，通过对成相的分析，由单片机控制驱动电机对对焦调节。 当然是光学啦,它要靠成相的感应
测试工具
Opanda IExif 2.3
测试环境
温度 20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
1. 随意拍摄一张图片
2. Opanda IExif 2.3打开选择一张图片
预期结果
直接可以查看焦距

3.自动白平衡：对白色的还原性，与色温有密切关系，通过不同的色温调节白平衡，白平衡分暖调和冷调，暧调色差大，反之冷调与本色色差不大
测试工具
色彩测试图卡，Imatest
测试环境
温度 20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
（1）测试样品处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率。
（2）在色温 3400K照明，中心亮度 ~=700Lux和色温  6500K照明，中心亮度>=1000Lux条件下，对彩色图卡(Gertag Macbeth color checker彩色图卡)进行拍摄。调节摄像头和被拍摄图卡距离，使图卡在取景器中的大小应为视野边长的 50%~70%。（如下图）
3）将拍摄图像输入电脑，在色块19-24中截取面积不小于30%的区域，计算所截取区域的 RGB平均值，并计算 Max(R,G,B)-Min(R,G,B)得到 RGB三色值偏差。
预期结果
在3400K和6500K色温光源照明条件下，所得图像 19-24这6个色块RGB三色值，偏差应不大于 20。

4.自动曝光补偿：自动曝光就是相机根据光线条件自动确定曝光量。从根本测光原理上分可分两种：入射式和反射式。
测试工具
Extract_RGB_103098a.Xls 测试脚本 DSC_AmbTrk.xls 测试脚本
测试环境
温度 20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
1、镜头必需使用最大光圈。
2、只拍摄纯灰色的物体，如灰墙。
3、在杂光环境下使用可调节的灯源调整出不同的环境亮度，并通过Lux 器记录各个不同的环境亮度值
4、使用标准镜头在不同亮度环境下进行灰墙拍摄，如1Lux、5Lux、10Lux、20Lux。
（为保障测试数据精确，至少需要拍摄十组不同亮度的图像样张）
5、使用工具读取RGB 值，然后在DSC_AmbTrk 中形成灰度曝光曲线图。
6、观察曲线，并进行点评和记录测试数据。
预期结果
1、曝光度有一个标准的曲线，如图，若测试的曲线图像在上下虚线内比较平稳，则说明各种亮度环境下曝光准确均匀。
2、若测试的曲线图像在上下虚线内波动较大，则说明各种亮度环境下曝光不均匀，在某些波动较大的曲线光线处会出现色彩偏差。
例：
不同光线下的灰墙拍摄样张

通过脚本生成的曝光曲线图表

5.β校正：以角度来表示数码摄像模组能够观测到的最大视场范围。视场角可分为对角线视场角、水平视场角，以及垂直视场角。对角线视场角最大，水平视场角次之，垂直视场角最小，通常我们所讲的视场角一般是指数码摄像模组的对角线视场角。
测试工具
尺子
测试环境
温度 20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
方法1：固定镜头，找出视野极左边线和极右边线，两线延长相交即可得到夹角。
寻找边线方法如下图：根据光线直线运行的物理原理（忽略相对论效应），垫上一张纸，固定镜头，用垂直物体（如铅笔）线在一侧找到远近两个极限位置（A点、B点），确定一条视野边，再寻找另一侧（C点、D点）。测量夹角。
方法2：镜头垂直对准墙面，测量半个视野的墙面宽度（A），再测量镜头到墙面的距离（B）。如下图：
利用三角函数计算出半个夹角，乘2得出全夹角。可借助Excel计算。
半个夹角的计算公式：=DEGREES(ATAN(A/B))
此方法因无法获知镜头的光学中心在哪里（一般不在镜头最外层玻璃处），故需要稍微加大镜头与墙面的距离，以减小误差
预期结果
可视角标准为：110~130度

6.色彩饱和度：指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度；"色彩饱和度"越高，图片越鲜艳，反之越发灰
测试工具
Imatest、色卡
测试环境
温度 20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
1、镜头必需使用最大光圈。
2、需在白光和暖光下分别拍摄一组色板样张，并使用Lux 器读出测试环境亮度
3、打开Imatest，点击Colorcheck 并选择一个色板图像文件。
4、按住鼠标左键并将整个色板区域选中，然后调整绿色选框，保障每个绿色框都位于不同的色块中。
5、完成选框后直接点击“Yes，Continue in Express mode”按钮开始分析数据和保存分析结果。
6、观察色板，分别记录常见色彩区域的每个偏移量和非常见区域最小与大偏移量，且需要记录如图红色标记处的Mean 值
预期结果
1、图中的灰色编号即色板的顺序编号。每一个小方格代表每一个标准色块所处的色彩，而小圆圈代表实际每一个色块的实测色彩。
2、如图红色标记处“△E*ab:mean=14.8”（亮度色度偏差平均总和）、“△C*abuncorr:mean=13”（色度平均偏差），mean 表示平均偏移量。
3、首先观察13-18 号色彩（即常见色彩区域）的偏移量，若色彩偏移量很大，
则说明常见色彩区域的色彩还原性较差，反之则好。
4、其次观察1-12 号色彩（即非常见色彩区域）的偏移量，若色彩偏移量很大，
则说明非常见色彩区域的色彩还原性较差，反之则好。

7.对比度：最大亮度值（全白）除以最小亮度值（全黑）的比值，对比值越大则此屏幕越好。屏幕的对比度可以反应出液晶面板是否能表现丰富的色阶和画面层次。对比度越高，图像的锐利程度就越高，图像也就越清晰，屏幕所表现出来的色彩也就越鲜明、层次感越丰富
测试工具
白色图文件、黑色图文件
测试环境
温度 20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
在暗室中，白色画面(最亮时)下的亮度除以黑色画面(最暗时)下的亮度。更精准地说，对比度就是把白色信号在100%和0%的饱和度相减，再除以用Lux(光照度，即勒克斯，每平方米的流明值)为计量单位下0%的白色值(0%的白色信号实际上就是黑色)，所得到的数值
预期结果
白色越亮、黑色越暗，对比度就越高。在合理的亮度值下，对比度越高，其所能显示的色彩层次越丰富。

8.白色亮度：
测试工具
全白测试图，亮度计
测试环境
温度 20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
（1） 合白测试图拷贝到内存卡中，按拍照文件命名格式命名文件
（2） 播放全白测试图，使用亮度计在屏幕中心点测量值
预期结果
应超过200cd/㎡

9.三原色还原度：三原色分为两类，一类是色光原色，称为加色法三原色；另一类为颜料（染料）三原色，又称为减色法三原色。
测试工具
彩色图卡，Imatest
测试环境
温度20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
（1 ）测试样品处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率。
（2）对彩色图卡(GertagMacbeth    color checker彩色图卡)进行拍摄。（图1）
(3）将拍摄图像输入电脑，取    13-15三个色块，每个色块中截取面积不小于  30%的色块,将测试图卡和所截取色块的色彩空间转换成 CIE L*a*b*色彩空间，测 RGB值，计算得出 L*b*b*值，用下式计算各项色彩还原误差（如下图2）
式中，L1、a1、b1为测试图卡的明度和色度；L2、a2*、b2为所拍图像的明度和色度。百分比色彩还原误差 ∆E = ∆E*a *b  /标准色块的  Lab的均方根。对三个色块的∆E进行算术平均，得到平均色彩还原误差。
预期结果
对彩色图卡中的RGB3个色块的色彩还原误差不应超过30%，
平均色彩还原误差不应超过20%。

10.图形畸变：物体上的直线经过透镜成像后变成弯曲的现象。畸变是由于透镜的放
大率随光束和主轴间所成角度改变而引起。光线离主轴越远，畸变越大，但是若与主轴正交
并通过主轴，则不发生畸变。
测试工具
Imatest,, Distorion 卡
测试环境
温度20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
(1)在白光下拍摄一张Distorion 卡，并记录拍摄的亮度。
(2)打开Imatest 工具，点击Distotion 按钮并选择一个测试样图。
(3)通过鼠标左键拖动画出测试区域，然后点击“Yes，Continue in Express mode”
按钮开始分析数据和保存分析结果。
(4)查看并记录SMIA TV Distortion 的值（如下图红色标示处的值）。
预期结果
1、“SMIA TV Distortion=-12%”（红色标示处）表示畸变值，以百分数标示。2、数值越接近零，表示畸变越小。数值为负的，表示为桶形畸变，画面向外膨胀。数值为正的，表示为枕形畸变，画面向内收缩。

11.枕形失真：镜头引起的画面向中间“收缩”的现象。在使用长焦镜头或使用变焦镜头的长焦端时，最容易察觉枕形失真现象
测试工具
几何失真测试图卡，imatest
测试环境
温度 20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
（1 ）测试样品处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率。
（2 ）130 万模组距离图卡为50cm（30 万模组距离图卡30cm）拍摄图片并保存为.BMP 格式。使用imatest 软件分析其几何失真，在取图像时图像要充满屏。几何失真的计算公式为：Distortion= a/b×100（图卡如下）
预期结果
图像周边的枕形或桶形畸变绝对值均应
几何失真 ≤ ±1％ （200 万模组）
几何失真 ≤ ±1％ （130 万模组）
几何失真 ≤ ±2％ （ 30 万模组）

12.摄像头动态范围测试
测试工具
灰阶测试图卡，imatest
测试环境
温度 20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
（1） 测试样品处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率。
（2） 对测试图卡MX2.0进行拍摄
(3）将拍摄图像输入电脑，在每个灰度条中截取面积不小于30%的灰度块。
（4）读出所截取的每个灰度块的灰度值，若两相邻灰阶之间的灰度值之差大于等于8，则认为这两个灰阶是可以分辨的，从而得出可分辨的灰阶级数。
预期结果
应能区分灰阶测试图卡上从黑到白10级不同灰度，并且全部20个色
块灰度值单调递减。

十三、散光：是指镜头因制作不均匀，光的折射有偏差从而影响到物体成像，造成图片在对着光源的时候有一种模糊朦胧的感觉。普通场景下一般差别不大，但在一些细节上显得比较明显。在当今的数码产品领域，它往往扮演着很重要的角色。以下是散光测试的方法
测试工具
无
测试环境
温度 20°C~30°C，湿度 35~60%RH
测试方法
1、镜头必需使用最大光圈。
2、必须在白光环境下拍摄样张。
3.、观察图像，如果有杂光散光现象，那么十字架就会拍成一个圆
预期结果
1、观察图像，如果有杂光散光现象，那么十字架就会拍成一个圆圈

附1图色温图下载附件 (8.57 KB)