攝像頭圖像測試(以Imatest等為主要工具)項目及簡介課件

攝像頭（Camera）圖像測試項目及簡介——以Imatest等為主要工具攝像頭（Camera）圖像測試項目及簡介測試項目解析度Resolution色彩還原ColorAccuracy/Saturation亮度均勻性LensShading色彩均勻性ColorUniformity白平衡WhiteBalance灰階GrayScale信噪比SignalNoiseRatio畸變TVDistortion視場角FieldofView雜光鬼影Flare&Ghost感光度Sensitivity自動對焦AutoFocus場景Scence測試項目攝像頭測試照明箱

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Checker給攝像頭測試提供一個特殊的照明光源，滿足具有光照均勻度高、測試距離可調(diào)、光源色溫可切換和照度連續(xù)可調(diào)節(jié)等要求。攝像頭測試照明箱VideoChecker給攝像頭測試提燈箱光源D65：國際標準人工日光，色溫6500K，代替自然光對色，適合普通要求，大部分客戶均指定用D65色。TL84：三基色熒光光源，色溫4000K，歐洲，日本商店燈光，歐洲及日本客戶通常會指定用TL84對色。CWF：色溫4150K--美國商店或辦公室光源（或稱冷白光），美國客戶常用。CollwhiteF/A：夕陽光，黃光源，比色參考光源。UV：熒光或紫外光，用于檢測使用熒光及增白染料的物品，控制物品白度（如比較特白織物之效果）燈箱光源D65：國際標準人工日光，色溫6500K，代替自然光ISO12233ChartISO12233ChartMacbethColorcheckChart色彩測試圖卡（MacbethColorcheckChart）在不同色溫/光源條件下拍攝

MacbethColorcheckChart，比較拍攝圖樣中的色塊數(shù)值與標準值的差異，評價LENS的色彩還原能力。MacbethColorcheckChart色彩測試圖卡GrayScaleChart灰階測試圖卡（GrayScaleChart）灰階測試圖卡底色為中灰，在取整數(shù)的近似條件下，均勻提取RGB（0，0，0）至RGB（255、255、255）共256級灰階中的20級灰階，用20個面積大小相等的矩形塊分別填充上述20級灰度。每級反射密度相差0.1，圖卡中設(shè)A、M、B三個標定相對應(yīng)的反射密度是0.05、0.75和1.65，它們代表著高光、中性灰度和陰影，背景密度和M點相同。GrayScaleChart灰階測試圖卡（GraySDistortiontestchart由橫17和23的垂直線的柵格結(jié)構(gòu)被布置在白色背景上形成18X24正方形。2垂直網(wǎng)格線各分，中間在外2個垂直方行。一個水平網(wǎng)格每一行劃分中間在外水平方行。Distortiontestchart由橫17和23的垂Graychart灰卡18%Graychart灰卡可以確定照片的色彩平衡度。在拍照時將灰卡拍入畫面的一角或?qū)⒒铱ㄅ臐M一幅底片。將沖擴后的照片與灰卡實物進行比對，就能簡單地通過照片l來判斷色彩是否平衡。Graychart灰卡18%GraychartImatest界面簡介畸變MTF解析度測試色彩還原、AWB、信噪比測試灰階測試Shading、colorshading測試Imatest界面簡介畸變MTF解析度測試色彩還原、AWB、

Resolutionimageresolution，中國大陸譯為“分辨率”，香港、臺灣分別譯為“解像度”和“解析度”，又稱“解像力”，泛指量測或顯示系統(tǒng)對細節(jié)的分辨能力。此概念可以用時間、空間等領(lǐng)域的量測。日常用語中之解析度多用于影像的清晰度。解析度越高代表影像品質(zhì)越好，越能表現(xiàn)出更多的細節(jié)；但相對的，因為記錄的信息越多，文件也就會越大。個人電腦里的圖像，可以使用影像處理軟件（例如AdobePhotoshop、PhotoImpact）調(diào)整大小、編修照片等。

imatest中SFR測試可反映圖像解析度水平。Resolutionimageresolution，Resolution測試方法與環(huán)境Resolution測試方法與環(huán)境Resolution調(diào)節(jié)攝像模組位置，使攝像模組與標版距離應(yīng)在模組景深（成像最佳像距）范圍內(nèi)，且使ISO12233標版的相應(yīng)區(qū)域（紅框處）正好落在攝像模組的預(yù)覽畫面中，待圖像穩(wěn)定后拍照。將拍攝圖片按實際大小預(yù)覽顯示，用肉眼判別綠框區(qū)域處的線對，從低頻楔形5條線處開始往高頻處讀，將線條數(shù)發(fā)生變化的空間頻率作為判讀的分辨率，即當(dāng)不能再辨別為5條線對時，此時即為解析度值。Resolution調(diào)節(jié)攝像模組位置，使攝像模組與標版距離應(yīng)Resolution用cameramodule比較Resolution的方法有兩種第一種是拍ISO12233chart，然后用眼睛看照片的resolution,這種方法雖然是手機廠經(jīng)常用到，但因為Sensor的解析度越來越大，而且用眼睛看，而每個人的眼力各不相同，很難分辨細微的差異。垂直刻度可以看出線條大概是8時不會太模糊，所以V_Res=800左右垂直刻度實際上表現(xiàn)出來的是水平方向像素區(qū)分情況。Resolution用cameramodule比較ResResolution水平刻度可以看出線條大概也是8，V_Res=800左右，所以這個攝像模組的resolutionH，V都是800，因為這是考驗人的眼力，所以有時候眼力比較好的人會覺得刻度9的線條也可以看得清楚，比較有爭議。可使用HyRes讀數(shù)，但不保證準確性。水平刻度實際上表現(xiàn)出來的是垂直方向像素區(qū)分情況。Resolution水平刻度可以看出線條大概也是8，V_ReSFR另一種方法使用imatest分析SelectSFRROIbyclicking&dragging,orclickoutsideimageMTF選擇區(qū)域SFR另一種方法使用imatest分析MTF選擇區(qū)域SFR選擇黑色和白色交界的區(qū)域，一共需要測10次，中間橫向，中間縱向，四角的橫向縱向SFR選擇黑色和白色交界的區(qū)域，一共需要測10次，中間橫向，SFR中間紅色的“+”符號應(yīng)在灰色和黑色的交界處，可使用左側(cè)功能鍵作微調(diào)，務(wù)必使兩種顏色在1:1之間，選擇“Yes,Continus”進行下一步SFR中間紅色的“+”符號應(yīng)在灰色和黑色的交界處，可使用左側(cè)SFR設(shè)定分析內(nèi)容，按“OK”進行分析，進行下一步SFR設(shè)定分析內(nèi)容，按“OK”進行分析，進行下一步SFR需要保存測試結(jié)果選擇YES不需要保存測試結(jié)果選擇NOSFR需要保存測試結(jié)果選擇YESSFR色散首要看CA的值，單位為pixels。0~0.5：色散控制極佳；0.5~1.0：較好范圍；1.0~1.5：人肉眼可識別，中等鏡頭；1.5以上：鏡頭較差，影響成像質(zhì)量SFR色散SFRMTF50SFRMTF50解析度判斷標準：像素解析度（lw/ph）區(qū)域常規(guī)高規(guī)四角解析度最大差異CIF中心200200邊緣150150VGA中心30035050邊緣2002501.3M中心600650100邊緣5005502M中心800850150邊緣6006503M中心9501000150邊緣8008505M中心12001400200邊緣100011008M中緣12001400解析度判斷標準：像素解析度（lw/ph）常規(guī)高規(guī)四角解析度最Colorcheck色彩還原測試將24色色卡置于燈箱正面中心，色卡中心與邊緣照度不大于10%。調(diào)節(jié)攝像模組位置，使攝像模組正對色卡中心，并使標板占據(jù)模組預(yù)覽畫面75%以上，待圖像穩(wěn)定后拍照。Colorcheck色彩還原測試Colorcheck在不同燈光下拍下如下圖打開colorcheck分別選中A光下的24色圖片、C光下的24色圖片、D光下的24色圖片A光圖片CWH光圖片D65光圖片Colorcheck在不同燈光下拍下如下圖A光圖片CWH光圖Colorcheck軟件會協(xié)助判斷24color框的位置，可使用左側(cè)功能鍵作微調(diào)，務(wù)必將24color都選在框內(nèi)，選擇“Yes,Continus”進行下一步Colorcheck軟件會協(xié)助判斷24color框的位置，可Colorcheck選擇“OK”，進入下一步。Colorcheck選擇“OK”，進入下一步。點擊Yes保存結(jié)果。若不需要保存結(jié)果，則點擊No。Colorcheck點擊Yes保存結(jié)果。ColorcheckColorcheck在此圖片對應(yīng)可以看到■ideal：表示理想值●Camera：表示攝像頭的實際測得值Saturation（飽和度）：越高顏色越鮮艷，其中Sat=101.1%ΔC*abmean=9.53;max=21.8ΔE*abmean=14.6;max=23.8其中ΔC，ΔE表示色彩正確度誤差，一般而言值越小表示越接近真實顏色SRGB，也表示攝像模組的顏色誤差越小，顏色越好，ΔE*ab計算色度差（C）外，還加入明度差（Y）。Colorcheck在此圖片對應(yīng)可以看到Colorcheck測試攝像模組相對色版24色的表現(xiàn)和色版標準顏色的差異，相機表現(xiàn)的色彩和原始色彩相對較大，數(shù)值越大，同樣的顏色，方形與圓形越遠，則此顏色的傾向越大，色彩差異值不能說越小越好，因為這一數(shù)值是24顏色的綜合差異值。Colorcheck測試攝像模組相對色版24色的表現(xiàn)和色版標Colorcheck色彩還原判定標準像素色彩還原ΔCΔESatCIF<15<20>100VGA<15<20>1001M<10<15100~1302M<10<15100~1303M<15<15105~1205M<15<15105~1208M<15<15105~120Colorcheck色彩還原判定標準像素色彩還原ΔCΔESaColorcheckRGBYNoise噪聲測試ColorcheckRGBYNoise噪聲測試Colorcheck測試攝像模組Camera的噪點情況，4個數(shù)值R,G,B,Y都必須小于1，以D65色溫作分析即可，D65光源下，0.3M～2M要求<1.5%，3M以上<1%由下面的圖片可知R：0.40，G：0.37，B：0.59，Y：0.32RGBYNoise數(shù)值很小表示攝像頭模組的噪點小Colorcheck測試攝像模組Camera的噪點情況，4個Colorcheck白平衡（WhiteBalance）測試分析不同色溫光源下拍攝的圖片，得出21、22色塊HSVSaturation的值。Imatest辨認0.3M要求D65/CWF/TL84，21/22格S<0.1，A光<0.15; 1.3M～2M要求D65/CWF/TL84，21/22格 S<0.1，A光0.12; 3M以上要求D65/CWF/TL84，21/22格 S<0.08，A光0.1。AWB一般是看這兩個色塊Colorcheck白平衡（WhiteBalance）測試Stepchart打開軟件，分析所拍攝的圖片，必須將所有的格子都選中，但又不能超出格子。在圖中紅色標注的即是可區(qū)分級數(shù)，所以下圖可區(qū)分的級數(shù)是12，所以它的動態(tài)范圍就是12Stepchart打開軟件，分析所拍攝的圖片，必須將所有的格Stepchart測試攝像模組的動態(tài)范圍KodakQ14灰階卡置于D65光源燈箱正面中心，灰階卡中與邊緣照度差不大于10%，調(diào)節(jié)攝像模組位置，使攝像模組正對灰階卡中心，并使灰階卡占據(jù)模組預(yù)覽畫面80%以上，待圖像穩(wěn)定后拍照。Stepchart選擇區(qū)域StepchartStepchart選擇區(qū)域Stepchart對比度：（最高亮度-最低亮度）/255例如（240.3-4.3）/255=0.93(93%)最好是大于80%Stepchart對比度：（最高亮度-最低亮度）/255Stepchart平均亮度：有兩種表示，一是將所有亮度相加除以20；另一種是取中間階亮度再加上前后階亮度做平均；這兩個值越接近越好。灰階分辨率：前一灰階亮度減下一灰階亮度必須大于8，并且有任一階小于0，如：240.3-221.2=19.1>8，計算出所有大于8的個數(shù)，所取得的個數(shù)就是可區(qū)分級數(shù)。判定標準如右圖像素可區(qū)分級數(shù)VGA>121M>122M>143M>155M>158M>15Stepchart平均亮度：有兩種表示，一是將所有亮度相加除Lightfalloff測試手法和測試環(huán)境：1、色溫，亮度都均勻的發(fā)光面板。如國際上通用的DNP燈箱。2、模組靠近發(fā)光面板，保持在1cm以內(nèi)，并盡可能排除外部其他光源干擾。Lightfalloff測試手法和測試環(huán)境：Lightfalloff選擇Imatest的LightFalloff，選中攝像頭拍的18%灰照片，然后框起來分析范圍，要超過照片的95%以上Lightfalloff選擇Imatest的LightFLightfalloff如果要在測試另一張照片，Imatest會秀出“ROIrepeat”視窗，按“YES”不需再重選畫面框的大小，防止框選的誤差。Lightfalloff如果要在測試另一張照片，ImateLightfalloffCorners：中心點與邊緣四角的均一度比較，Corners：69.1%Sides：中央與邊緣四邊的均一度比較，Sides：76.2%一般要求corners/sides>80%，越大越好LightfalloffCorners：中心點與邊緣四角的Lightfalloff在調(diào)整Shading時發(fā)現(xiàn)和Camera模組的IR_Cut及色彩偏光片的品質(zhì)有很大關(guān)系，如果使用的很爛，Shading怎樣也調(diào)不好，手機調(diào)整Tools通常有亮度補償可以讓中央與四邊的亮度提高，來提高亮度均一度，但是亮度均一度變好，顏色均一度可能會變差，色斑更明顯，有時可以改變環(huán)境色溫多計算幾次，也許可以通過colorshading。Lightfalloff在調(diào)整Shading時發(fā)現(xiàn)和CamDistortionDistortion稱為畸形率或扭曲度，這是一種因為Lens內(nèi)凹凸透鏡搭配問題而造成成像的缺陷，像點會隨著中心點的距離之增大而位移，令影像中的“直線”向外或向外彎曲。DistortionDistortion稱為畸形率或扭曲度，Distortion將畸變測試卡置于燈箱正面中心，調(diào)節(jié)攝像模組位置，使攝像模組正對測試卡中心，并使測試卡100%充滿模組預(yù)覽畫面，待圖像穩(wěn)定后拍照。Distortion將畸變測試卡置于燈箱正面中心，調(diào)節(jié)攝像模Distortion計算方法：SMIATVDistortion=100(A-B)/B;A=(A1+A2)/2SMIATVDistortion>0ispincushion（枕形）;<0isbarrel（桶形）.若不考慮誤差，大致有如下關(guān)系：SMIATVDistortion=2×EBUTVDistortion另一種計算方法EBUTVDistortion，公式如下：EBU:EuropeanBroadcastingUnionSMIA:StandardMobileImagingArchitectureDistortion計算方法：若不考慮誤差，大致有如下關(guān)系：Distortion畸變判定標準（SMIATVDistortion）像素畸變CIF<3%VGA<2%1.3M<2%2M<1.5%3M<1%5M<1%8M<1%Distortion畸變判定標準像素畸變CIF<3%VGA<Filedofview調(diào)節(jié)攝像模組位置，使攝像模組正對ISO12233標板中心，并使標板4:3區(qū)域充滿模組預(yù)覽畫面，帶圖像穩(wěn)定后拍照。Filedofview調(diào)節(jié)攝像模組位置，使攝像模組正對IFiledofview測量或計算出標板4:3區(qū)域高度W、寬度W以及攝像模組到標板的距離L。計算方法，如下圖Filedofview測量或計算出標板4:3區(qū)域高度W、Filedofview視場角判定標準像素FOVCIF>65°VGA>60°1.3M60~66°2M60~66°3M60~66°5M60~66°