2023數(shù)碼照相機(jī)色位移的測量

數(shù)碼照相機(jī)色位移的測量引言數(shù)碼照相機(jī)f數(shù)(更小的光圈)可以減少彗差。可以通過圖像處理來加強(qiáng)或減少色位移。為了測量色位移，由IEC建立了IEC61146-2標(biāo)準(zhǔn)和基于IEC61146-2基礎(chǔ)上由CIPA建立了DCG-002-2012標(biāo)準(zhǔn)。此外，IEEE也正在開發(fā)P1858-相機(jī)手機(jī)圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(CPIQ)。本文件定義了兩種測量方法：色位移和徑向色位移。色位移測量是由IEC61146-2和DCG-002-2012中提及的所有因素引起的總色位移。徑向色位移測量是基于CPIQ開發(fā)的一種方法，是影響單目傳感器數(shù)碼照相機(jī)色位移的主要因素。IIPAGEPAGE10數(shù)碼照相機(jī)色位移的測量范圍本文件適用于數(shù)碼照相機(jī)輸出的圖像性能的檢測。規(guī)范性引用文件本文件無規(guī)范性引用文件。術(shù)語和定義以下術(shù)語和定義適用于本文件。3.1色位移由光學(xué)、機(jī)械、電氣和圖像處理因素引起的輸出圖像中不同顏色特征位置的偏移。注1：光學(xué)因素包括橫向色位移、縱向色位移、慧差等。注2：它是輸出圖像中紅色(R)和藍(lán)色(B)通道相對(duì)于綠色(G)通道的位移。注3：色位移是通過測量圖像中橫向色位移來評(píng)估的。3.2徑向色位移試驗(yàn)條件和方法通則應(yīng)使用捕獲測試圖卡的數(shù)碼照相機(jī)輸出圖像的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行測量。設(shè)備和硬件應(yīng)指定每個(gè)測試圖卡，以及照明條件，如照度、亮度和照明色溫。照明5700K±1000K1000lux2000lux（輻射圖，318cd/m2637cd/m2之間)。特殊的測量目的可能需要其他級(jí)別。圖卡上的照度（或亮度）的不均勻度10%。光源(s)應(yīng)提供均勻照明，不產(chǎn)生眩光或鏡面反射。測試圖卡概述1（如點(diǎn)狀V型）20%40：110000：1。點(diǎn)狀圖卡4:320×1510像素。有關(guān)如何確定圖卡中的點(diǎn)和點(diǎn)5.2.1。圖1點(diǎn)狀圖注：ISO17850，幾何畸變測量也采用點(diǎn)狀圖。使用點(diǎn)狀圖可以減少了對(duì)相機(jī)進(jìn)行特性描述所需的工作量。VV型圖卡可以在僅測量水平方向上復(fù)制位置的位移來測量水平和垂直方向上的位移，幾何值的提取方法見5.2.2。圖2V型圖對(duì)圖卡平面度的要求Deviationin(%)l1/lDeviationin(%)l1/l3L2/l3=cos(sin-1l1/l3)Deviationofmeasureddistortionin%0.50.0050.9999870.001310.010.9999500.005020.020.9998000.020030.030.9995500.045040.040.9992000.080050.050.9987490.125160.060.9981980.180280.080.9967950.320590.090.9959420.4058100.10.9949870.5013圖3圖卡平面度說明及其對(duì)測試值的影響l見圖3)1.%。注：特定測量的精度規(guī)定圖卡平面性的要求如下：對(duì)于小的彎曲，“l(fā)3”等于所有數(shù)字都被標(biāo)準(zhǔn)化的圖卡寬度的一半。如果在圖卡中出現(xiàn)彎曲“l(fā)1”，則被相機(jī)拍攝到的有效圖卡寬度為“l(fā)2”。l3和l2之間的差異導(dǎo)致由于圖卡彎曲而測量的百分比（%）偏差，由(1-l2/l3)×100計(jì)算。對(duì)于局部幾何畸變的測量，標(biāo)準(zhǔn)的要求應(yīng)該是最大誤差為由于圖卡的平面度引起的偏差的0.045%。這相當(dāng)于一個(gè)最大的平面度偏差的3%，寬度一半的3%等于整個(gè)圖卡寬度的1.5%。測量設(shè)備的布置反射試驗(yàn)圖反射試驗(yàn)圖的測量設(shè)備的布置應(yīng)如圖4所示，攝像機(jī)的位置不能在測試圖卡上投射陰影，測試圖卡的背景應(yīng)為啞光黑色墻或黑色環(huán)繞物。圖4反射試驗(yàn)圖測量設(shè)備布置透射試驗(yàn)圖透射測試圖卡的測量設(shè)備的布置應(yīng)如圖5所示，可以使用一個(gè)積分球體來代替一個(gè)燈箱。無論使用哪種光源，照度應(yīng)在圖面上均勻分布，以符合4.2.1中的要求。圖5透射試驗(yàn)圖測量設(shè)備布置攝像機(jī)的放置圖卡應(yīng)該垂直光軸。可以使用設(shè)置在目標(biāo)平面上（即平行于目標(biāo)平面）的鏡像來進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，如圖6所示。圖6 相機(jī)和目標(biāo)平面使用鏡子對(duì)準(zhǔn)如果該對(duì)準(zhǔn)方法不適用，應(yīng)采用利用圖板中的直線的手工方法，使圖板中心的水平和垂直線的交叉點(diǎn)位于圖像的中心。對(duì)于每一根水平/垂直線，都應(yīng)調(diào)整到和圖像的水平和垂直邊框“平行”，意思就是每根線距離圖像中心的水平/垂直高度都應(yīng)一樣。相機(jī)設(shè)置照相機(jī)應(yīng)設(shè)置為自動(dòng)曝光模式，并應(yīng)報(bào)告圖像中的平均數(shù)字值。如果有曝光度調(diào)整，應(yīng)調(diào)整曝光110160(包括黑色圖案和白色背景)f值、焦距和到物體的距離等因素對(duì)色位移測試的影響很大，這些設(shè)置應(yīng)該優(yōu)先ISO感光度和其他圖像設(shè)置可按以下方式進(jìn)行調(diào)整：ISO感光度和曝光時(shí)間，以便在圖像中觀察不到光源閃爍引起的可見噪聲或條帶。光圈ISOISO用戶的設(shè)置如顏色和對(duì)比度可能會(huì)失效。如果可能，壓縮和清晰度應(yīng)該設(shè)置為它們的最小值。如果顏色編碼不是sRGB，例如opRGB，則應(yīng)予以報(bào)告。分析方法每個(gè)測試圖卡的第一步是需要確定綠色和紅色通道之間的水平和垂直距離7）。圖7ΔRH和ΔRV位移的確定點(diǎn)狀圖測量步驟如下：——提取點(diǎn),方法可參考附錄A；——精確地確定這些點(diǎn)的中心的位置；H_R_i。V8a、a'、b、b'BRG通道之間水平方向上位移像素的數(shù)量Vcdefaa'、bcada'eb'?RH_i和?BH_i，或水平方向上的偏移像素量以及?RV_i、?BV_iBRG通道之間的偏移像素量。水平和垂直位移?H和?V應(yīng)按以下公式計(jì)算：H

A2

aa'A2VAB2

bb'B2?RH和?RV分別是G通道和R通道的?H和?V，?BH和?BV分別為G通道和B通道的?H和?V。關(guān)鍵參數(shù)：4：R或B通道圖8位移的計(jì)算方法色位移數(shù)值定義(CbCDbH_i2H_i2V_i2H_i2V_i2這些公式提供了像素結(jié)構(gòu)之間的幾何距離。R 2RH_iH2R 2RH_iH2V2V_i2ΔRCDrel_i

100%H_iH_i2V_i2H2V2

100%式中：D_DabD_Dab[Cb_(a)][CDb_(a)]_Db；[ΔBCDrel_i(max)]?Ci_CDrel。徑向色位移數(shù)值定義對(duì)于每個(gè)R和BG圖9：徑向色位移及其徑向近似值的示意圖RCbsRCDbG 2G 2GH_iV_i2R 2RH_iV_i2G 2G 2GH_iV_i2B2H_iBV_i2相對(duì)徑向色位移(ΔRRCDrel，ΔBRCDrel)是由徑向色位移與圖像的對(duì)角線長度之比來定義的。相對(duì)徑向色位移計(jì)算如下：2H_iGV_i2R 2RH_iV_i2H2V2

100%G G 2G 2H_iV_iBH_i2BV_i2H2V2

100%式中：GHGV——綠色通道的點(diǎn)中心到圖像中心的垂直距離；HV紅色和藍(lán)色通道的命名方式相同。結(jié)果報(bào)告色位移光圈值、鏡頭焦距、圖距、照明照度，以及所記錄的像素?cái)?shù)的水平和垂直方向等也應(yīng)該被報(bào)告。像素的色位移應(yīng)報(bào)告如下：演示示例1：位移：相對(duì)于圖像中心近似為1.5像素(x=?500，y=1500)焦距：4.6毫米光圈值：2.8記錄像素?cái)?shù)：5472×3648照明照度：1500lux圖距：1.5米演示示例2：位移：1.5像素（最大圖像高度的90%）焦距：4.6毫米（寬端）光圈值：2.8記錄的像素?cái)?shù)：5472×3648照明照度：1500lux圖距：1.5m相對(duì)色位移應(yīng)報(bào)告如下：演示示例1：位移：相對(duì)于圖像中心的大約0.10%像素(x=?500，y=1500)。焦距：4.6毫米光圈值：2.8記錄的像素?cái)?shù)：5472×3648照明照度：1500lux圖距：1.5m演示示例2：位移：0.10%（最大圖像高度的90%）焦距：4.6毫米（寬端）光圈值：2.8記錄的像素?cái)?shù)：5472×3648照明照度：1500lux圖距：1.5m相對(duì)值應(yīng)以0.0